CN111830484B - 信号时间位置确定 - Google Patents

Abstract

本公开涉及信号时间位置确定。公开了一种确定接收信号在样本系列内的时间位置的方法。该方法包括以采样频率对传感器进行采样以生成样本系列。将匹配滤波器的匹配滤波器组应用于样本系列，以生成匹配滤波器相关性的匹配滤波器相关性组，其中相应匹配滤波器的脉冲响应对应于以子间隔移位被移位的传感器的采样频率的模板信号。评估匹配滤波器相关性以确定接收信号子间隔移位。至少基于接收信号子间隔移位来确定接收信号在样本系列内的时间位置。

Description

信号时间位置确定

技术领域

本公开涉及信号处理领域，并且具体地涉及来自传感器的样本的样本系列中的信号的检测。

背景技术

在计算领域中，很多场景涉及样本系列内的信号的检测，诸如样本系列内出现的脉冲。很多这样的场景涉及所选择的频率的来自传感器的样本集合。可以评估样本序列以检测是否在样本系列内出现信号，诸如由发送器发射并且由传感器可检测到的脉冲。可以评估样本系列以检测信号的出现(例如，与样本系列的背景噪声水平进行比较)以及检测到样本的样本系列内的时间位置，诸如信号的起始、峰值和/或终点。

作为一个示例，可以由发射器在发射时间发送脉冲，并且可以以500兆赫兹的采样频率对传感器进行采样，以便以2纳秒的样本间隔测量传感器的输出。对样本系列的评估可以检测样本系列内的脉冲、以及表示脉冲的峰值幅度的所选择的样本，其中所选择的样本可以已经在指示样本在传感器处的到达时间的特定采样时间处出现。由发射器报告的发射时间与信号峰值处的样本的采样时间的比较可以实现确定信号通过介质的中转时间。中转时间与信号通过介质的估计中转速度的进一步比较可以确定发射器与传感器之间的距离。在诸如基于LIDAR的距离估计等一些这样的场景中，发射器和传感器可以紧密定位在一起，并且由发射器发射的电磁脉冲可以反射离开表面并且可以被传感器检测到。将中转时间的一半乘以信号的估计速度可以实现确定从LIDAR发射器/传感器组合到反射表面的距离。

发明内容

提供本“发明内容”以便以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的“具体实施方式”中进一步描述。本“发明内容”既不旨在标识所要求保护的主题的关键因素或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

在本文中提出的技术的一个实施例中，提供了一种用于确定接收信号在样本系列内的时间位置的方法。该方法包括以采样频率对传感器进行采样以生成样本系列。该方法还包括将匹配滤波器的匹配滤波器组应用于样本系列以生成匹配滤波器相关性的匹配滤波器相关性组，其中相应匹配滤波器的脉冲响应对应于以子间隔移位被移位的传感器的采样频率的模板信号。该方法还包括评估匹配滤波器相关性以确定接收信号子间隔移位。该方法还包括至少基于接收信号子间隔移位来确定信号在样本系列内的时间位置。

在本文中提出的技术的一个实施例中，提供了一种用于确定接收信号在样本系列内的时间位置的装置。该装置包括用于以采样频率对传感器进行采样以生成样本系列的装置。该装置还包括用于将匹配滤波器的匹配滤波器组应用于样本系列以生成匹配滤波器相关性的匹配滤波器相关性组的装置，其中相应匹配滤波器的脉冲响应对应于以子间隔移位被移位的传感器的采样频率的模板信号。该装置还包括用于评估匹配滤波器相关性以确定接收信号子间隔移位的装置。该装置还包括至少基于接收信号子间隔移位来确定信号在样本系列内的时间位置。

在本文中提出的技术的一个实施例中，提供一种用于确定接收信号在样本系列内的时间位置的传感器。该传感器包括用于以采样频率将匹配滤波器的匹配滤波器组应用于传感器的样本系列的信号检测器，其中相应匹配滤波器对应于以子间隔移位被移位的采样频率的模板信号，以标识接收信号在样本系列内的接收信号子间隔移位。传感器还包括用于至少基于接收信号在样本系列内的接收信号子间隔移位来确定接收信号在样本系列内的时间位置的时间位置确定器。

在本文中提出的技术的一个实施例中，提供了一种确定信号的飞行时间的飞行时间设备。飞行时间设备包括用于发送发射信号的发送器。飞行时间设备还包括接收器，接收器用于通过以采样频率对传感器进行采样以生成包括接收信号的样本系列来接收发射信号的反射。飞行时间设备还包括信号检测器，信号检测器用于将匹配滤波器的匹配滤波器组应用于样本系列，其中相应匹配滤波器的脉冲响应对应于以采样频率被采样并且以子间隔移位被移位的模板信号，以标识接收信号在样本系列内的接收信号子间隔移位。飞行时间设备还包括用于至少基于接收信号在样本系列内的接收信号子间隔移位来确定发射信号的飞行时间的飞行时间确定器。

为了实现前述和相关目的，以下描述和附图阐述了某些说明性方面和实现。这些仅指示可以采用一个或多个方面的各种方式中的一些。当结合附图考虑时，根据以下详细描述，本公开的其他方面、优点和新颖特征将变得很清楚。

附图说明

图1是示例场景的图示，其特征在于信号的飞行时间估计；

图2是示例场景的图示，其特征在于对各种采样频率的信号的分析；

图3是根据本文中提出的技术的示例场景的图示，其特征在于具有相应匹配滤波器的脉冲响应的匹配滤波器的第一示例匹配滤波器组，该脉冲响应对应于以子间隔移位被移位的样本系列中的信号；

图4是根据本文中提出的技术的示例场景的图示，其特征在于匹配滤波器的第二示例匹配滤波器组，其分别对应于以子间隔移位被移位的样本系列中的信号；

图5是根据本文中提出的技术的示例场景的图示，其特征在于使用匹配滤波器的匹配滤波器组来确定信号在样本系列内的时间位置；

图6是根据本文中提出的技术的确定信号在样本系列内的时间位置的示例方法的图示；

图7是根据本文中提出的技术的组件框图，其示出确定信号在样本系列内的时间位置的示例传感器；

图8是根据本文中提出的技术的组件框图，其示出确定信号的飞行时间的示例飞行时间设备；

图9是根据本文中提出的技术的示例计算机可读存储设备的图示，该示例计算机可读存储设备存储指令，这些指令在由设备的处理器执行时引起该设备确定信号在样本系列内的时间位置；

图10A-图10C是根据本文中提出的技术的示例场景的图示，其特征在于可以用于检测样本序列中的信号的匹配滤波器组；

图11A-图11B是根据本文中提出的技术的示例场景的图示，其特征在于将匹配滤波器组应用于样本系列；

图12是可以用于实现本文中提出的技术的示例架构的图示；

图13A-图13B是提供本文中提出的技术的仿真应用的结果的第一数据组的图示；

图14是提供本文中提出的技术的仿真应用的结果的第二数据组的图示；以及

图15是其中可以利用当前提出的技术的至少一部分的示例计算环境的图示。

具体实施方式

现在参考附图描述所要求保护的主题，其中贯穿全文，相似的附图标记用于指代相似的元素。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了很多具体细节以便提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，显然的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其他实例中，以框图形式示出了公知的结构和设备，以便于描述所要求保护的主题。

A.引言

在电子领域中，很多场景涉及由传感器生成的样本系列内的信号的检测。该信号可以是奇异的(例如，脉冲)、非周期性的或周期性的；可以由自然资源、个人、或者机械或电子设备生成；可以通过很多介质来发射，诸如空气、水、地面、导线或真空；并且可以通过很多种类的设备来检测，诸如光电二极管、麦克风、电磁传感器、压力传感器和换能器。

在很多场景中，可以仅执行传感器的监测以检测信号的实例的出现。但是，在一些场景中，信号在样本系列内的时间位置可能在检测到的信号的应用中很有用。作为示例，信号的时间位置可以指示相对于另一事件的时间偏移，诸如样本系列的起始时间与检测到信号的时间之间的持续时间。另外，在很多应用中，样本系列内的时间位置的精度可能很重要，因为该精度可能会影响由传感器测量的对应特征的出现的分辨率或误差估计。

图1是在基于LIDAR的距离估计技术的上下文中的示例场景100的图示，其特征在于其中对样本系列进行分析以检测发射信号108在样本系列内的出现以及时间位置的应用的示例。应当理解，在图1的示例场景100中示出的应用只是很多这样的应用之一，涉及可以根据本文中提出的技术来分析的很多这种类型的信号之一。

图1的示例场景100涉及第一车辆102，该第一车辆102被配备并且被配置为估计第一车辆102与一个或多个物体(包括第二车辆104)之间的距离。距离估计在诸如驾驶员辅助(例如，制动距离检测和预警系统)和自动驾驶车辆导航等应用中可能具有重要价值。第一车辆102可以包括发送器106，该发送器106通过空气在第一车辆102附近发送发射信号108。发射信号108可以通过如下方式进行发送：以一个或多个所选择的波长(例如，红外束)；以所选择的周期(例如，每秒1,000个实例)；以所选择的波形(例如，近瞬时脉冲或高斯强度波形)；和/或以所选择的方向和/或准直度(例如，向前引导的光束，并且类似于激光的相对较高的准直度)。发射信号108的反射可以被引导回第一车辆102，并且因此可以被位于发送器106附近的传感器112检测为接收信号110。接收信号110例如可以是从物体反射回来的接收光脉冲。传感器112可以以所选择的波长操作(例如，对由发送器106发送的波长选择性敏感的光电二极管)，和/或可以以采样频率对感测信号进行采样(例如，在样本间隔(诸如50纳秒)内测量光电二极管的电导率)以生成样本的时间系列，其中每个样本表示传感器的测量(例如，反映在50纳秒的样本间隔内的光电二极管的测量的样本)。因此，样本间隔是通过对采样频率取倒数来计算的。传感器112可以是一个像素，或者可以是输出组合传感器信号的区间(binned)像素的集群。

可以评估由传感器112生成的样本系列以检测发射信号108的出现，诸如类似于模板波形的样本系列中的波形(例如，由发送器106发送的波形)。在一些实施例中，要检测的波形可以是与由发送器106发送的激光脉冲波形相对应的脉冲波形。发射信号108在样本系列内的出现可以表示接收信号110包括离开表面的发射信号108的反射的时间110。此外，发射信号108在样本系列内的时间位置可以指示传感器112检测到接收信号110的时间。建立检测时间并且将其与发送器106发送发射信号108的时间进行比较可以实现确定发射信号108在发送器106与物体(诸如第二车辆104)的反射表面之间的总飞行时间。例如，在图1的示例场景100中，发送器106在发射时间114发送发射信号108，并且传感器112的采样指示在检测时间116检测到接收信号110。这些时间的差可以指示发射信号108的飞行时间120，诸如2微秒。另外，将飞行时间120乘以发射信号108的信号传播速度122(诸如红外光通过空气的速度，即299.米每微秒)可以揭示发射信号108传播的距离。因为这样的飞行时间可以反映包括发送器106、第二车辆104和传感器112的路径，可以将所得到的往返距离估计124(例如，598.6米)除以2以得出第一车辆102与第二车辆104之间的距离估计126(例如，299.8米)。以这种方式，LIDAR发射器和检测器组合可以允许制定第一车辆102与附近物体(诸如第二车辆104)之间的距离估计126。距离估计126可以用于例如测量制动距离并且向第一车辆102的驾驶员警告不安全的驾驶条件，和/或适应车辆的自主控制，诸如调节第一车辆102的速度以相对于第二车辆104维持安全的制动距离。

如图1的示例场景100中进一步示出的，基于LIDAR的距离估计中的一个重要方面是信号检测的精度，其表现为实际距离与估计距离之间的误差118。信号检测的精度可以对应于检测时间116的变化。例如，如果以500兆赫兹的采样频率对传感器112进行采样，则在2纳秒(500兆赫兹的倒数)的样本间隔内进行传感器112的每个样本测量，并且接收信号110可能实际上已经在2纳秒样本间隔内的任何时间到达传感器112。因此，检测时间116的误差118被标识为在检测时间之前或之后最多2纳秒。尽管相对简短，但是通过299.8米每微秒的高信号传播速度122可以放大样本的样本间隔和所得到的误差。结果，到达样本间隔的开始的第一接收信号110与到达样本间隔的结束的第二接收信号110之间的2纳秒的差可能导致距离估计126的误差范围为约60厘米。

如图1的示例场景100所示，接收信号110在样本系列内的时间位置以及所建立的时间位置的精度可能会严重影响利用这样的信息的系统的功能。还可以理解，发射信号108的接收信号110的时间位置的精度至少部分基于传感器112的采样频率。

图2是示例场景200的图示，其特征在于对各种采样频率的信号的分析。图2描绘了在没有噪声的情况下的理想接收信号110，但是传感器112可以检测到接收信号加上噪声204。可以以所选择的采样频率对传感器112的连续时间输出进行采样(例如，通过模数转换器)以产生样本的样本系列206，每个样本包括在样本间隔内的传感器112的测量。以高采样频率对传感器112进行采样可以产生高频采样208，其中相应样本反映狭窄的样本间隔内的传感器112的输出。高频样本208与理想接收信号202的波形的比较可以实现高频采样208的高频插值210，包括从噪声界定理想接收信号202。

如图2的示例场景200中进一步示出的，对离散时间高频采样208的分析可以实现检测离散时间样本系列内的接收信号110的实例。另外，对高频插值的分析可以实现标识接收信号110在离散时间样本系列内的时间位置212(例如，接收信号110出现在其中的离散时间样本的索引和由此表示的对应的采样时间)。作为示例，时间位置212可以被标识为样本系列中的峰值样本值；被标识为接收信号110的均值或中值中心(例如，质心)；和/或被标识为接收信号110的开始或结束，如在离散时间采样中接收信号110出现在其上的样本序列中的第一或最后样本所示。然而，接收信号110的时间位置212可以以至少部分基于由每个样本表示的样本间隔214的精度来确定。如果改为以较低的采样频率对传感器112进行采样，从而导致在较大的样本间隔214内分别收集到较少数目的样本，则所得到的中频插值218可以在大约相同的时间位置212产生接收信号110的检测，但是具有表示较大的潜在变化的较大的样本间隔214，在该样本间隔214内接收信号110可能已经到达传感器112。进一步降低传感器112的采样频率可以产生低频插值220，其中接收信号110再次建立在大致相同的时间位置212，但是具有甚至更大的样本间隔214，在该甚至更大的样本间隔214内接收信号110可能已经到达传感器112。在各种采样频率下通过插值实现的精度的变化可以基于接收信号110在样本系列内的时间位置212而影响所得到的测量的分辨率。例如，如果信号的时间位置212用于在基于LIDAR的测距系统中估计距离，则每个插值可以产生时间位置确定216，该时间位置确定216具有相同的距离估计126，但是具有与采样频率相反地有关的不同误差。也就是说，高频插值210可以实现误差范围为10厘米的时间位置确定216和距离估计126；中频插值218可以实现误差范围为45厘米的时间位置确定216和距离估计126；并且低频插值220可以实现误差范围为80厘米的时间位置确定216和距离估计126。

在其中接收信号110的时间位置212的精度很重要并且被确定为不足够的信号分析的一些应用中，可以通过增加传感器112的采样频率来提高测量的精度和所得到的分辨率。然而，某些应用可能不允许增加采样频率。作为第一示例，对传感器112进行采样的模数转换器可能表现出最大时钟速率，并且提高模数转换器的时钟速率可能需要附加电路系统，提高成本并且产生不正确的计算。作为第二示例，样本系列206中的样本数目可能超过分析样本系列206以检测接收信号110的设备的存储容量。因此，可能无法检测到由设备的存储器存储的样本数以内的接收信号110的完整波形。作为第三示例，在依赖于接收信号110的实时或近实时检测的场景中，接收信号110的检测和对大量样本系列内的时间位置212的确定可以延迟到针对这种确定的实时或近实时应用不足的程度。在一些场景中，增加传感器112的采样频率是可能的，但是是不希望的。例如，模数转换器可以通过缩放到更高的时钟速率来以更高的采样频率对传感器112进行采样，但是这种缩放可能增加针对样本系列206的每个实例的转换的计算需求。进而，增加的计算需求可能会消耗更多功率，这在用电量有限的移动设备中使用时可能会缩短电池寿命。处理器的增加的时钟速率和计算需求可能会增加热量的产生，这可能会升高设备的温度。温度过高可能会增加设备的数据错误率，甚至可能损坏设备的电子组件，诸如处理器或存储器。

鉴于在图2的示例场景200中提出的考虑，可能希望分析样本系列以便以更高的精度建立在其中出现的发射信号108的时间位置212。而且，可能希望这样做，同时保持传感器112的相对适中的采样频率，而不是提高采样频率以实现更高的精度。可能希望提供提高信号108在样本系列206中的时间位置212的确定的精度的技术。

B.所提出的技术

本文中提出的是用于检测样本系列206中的接收信号110的技术，其中检测涉及确定接收信号110在样本系列206内的出现以及接收信号110的波形在样本系列206内的时间位置212的技术。此外，本文中提出的技术可以提高接收信号110在样本系列206内的时间位置212的确定的精度。可以观察到，以所选择的采样频率对传感器112进行采样(诸如500兆赫兹采样频率，其中相应样本表示在2纳秒的样本间隔内的检测)可以产生针对在特定时间到达传感器112的第一接收信号110的样本系列206中的第一样本、以及针对在一个样本之后(例如，在2纳秒之后)到达传感器112的第二接收信号110的样本系列206中的第二样本。在样本系列206中的第一样本和第二样本两者中，接收信号110的峰值可能已经在采样过程的同一样本间隔214期间出现，并且接收信号110可以呈现为在样本系列206内以同一样本索引并且因此在同一时间位置212出现的峰值。基于峰值的时间位置212的索引进行的确定(诸如图2的示例场景200)可以仅指示样本系列206内的两个接收信号110在同一2纳秒第二样本间隔214内到达。但是，与接收信号110的波形相匹配的接收信号110在相邻样本序列上的分布可以随着每个接收信号110何时到达传感器112的反映而变化。也就是说，样本系列206中的第一样本和第二样本都可以呈现出具有同一时间位置212的接收信号110和与接收信号110的波形相匹配的通用形状，但是该波形的特定形状可以对应于小于样本间隔214的接收信号110的时间位置偏移。例如，在针对较早的接收信号110的样本系列206中的第一样本中，在峰值之前的样本的幅度可以高于针对较晚到达的接收信号110的样本系列206中的第二样本中的对应样本的幅度；相反，样本系列206中的第一样本中的峰值之后的样本的幅度可以低于针对较晚到达的接收信号110的样本系列206中的第二样本中的对应样本的幅度。

将样本系列206中的波形的形状与峰值在同一时间位置212处但是相对于峰值以不同的子间隔移位到达的理想接收信号202的波形进行比较，可以实现确定小于样本间隔214的时间位置212的时间位置偏移。用于执行这种比较的一种技术是使用匹配滤波器的匹配滤波器组，匹配滤波器分别与以子间隔移位被移位的模板信号的、以传感器112的采样频率的采样(例如，被推迟或提前了小于每个样本的样本间隔的幅度的模板信号的样本)相对应。模板信号可以例如对应于由发送器106发射的光脉冲信号的波形。匹配滤波器组中的每个匹配滤波器可以对应于具有不同子间隔移位的采样。子间隔移位可以是小于样本间隔的模板信号的移位(例如，延迟)。备选地，相应匹配滤波器可以对应于模板信号的过采样版本的样本的子样本系列。基于模板信号的对应关系与在以不同子间隔移位到达传感器112时接收信号110可能如何出现的比较，来将时间位置偏移分解为时间位置确定216可以实现接收信号110的时间位置212的更高精度的确定。此外，这种增加的精度可能不是由于传感器112的采样频率增加而导致的。相反，将本文中提出的技术应用于传感器112的相对较低频采样可以产生相对较高精度的结果，该结果满足或甚至在某些情况下超过传感器112的高频样本208可实现的精度。

图3-图4示出了两种技术，用于通过以不同子间隔移位308以传感器112的采样频率对模板信号302进行采样来确定匹配滤波器组中的匹配滤波器的脉冲响应。

图3示出了示例场景300，其特征在于根据本文中提出的技术而生成的匹配滤波器组304的脉冲响应的第一示例。在该示例场景300中，生成具有子间隔移位308(例如，接收信号110的相移)的模板信号302的模板信号组以反映模板信号302在不同时间到达传感器112，其中时间差在采样频率的样本间隔214内变化。例如，如果传感器112的采样频率是500兆赫兹使得样本间隔以及相应样本的样本间隔214为2纳秒，则可以考虑具有如下子间隔移位308的移位的模板信号302：子间隔移位308为样本间隔214的-0.2倍(例如，-0.4纳秒)；为样本间隔214的-0.1倍(例如，-0.2纳秒)；为样本间隔214的0倍(例如，0纳秒或未移位)；为样本间隔214的+0.1倍(例如，+0.2纳秒)；以及为样本间隔214的+0.2倍(例如，+0.4纳秒)。该信号组可以以0.2纳秒的所选择的步长跨用于单个样本间隔214的子间隔移位范围，因为另外的信号移位超过样本间隔214的宽度的一半并且因此被检测为模板信号302的一个或多个样本的至少完整移位。然后，以传感器112的预期采样频率对相应模板信号302进行采样以生成匹配滤波器306的匹配滤波器组304，其中相应匹配滤波器306的脉冲响应对应于以传感器112的采样频率进行采样并且以子间隔移位308被移位(例如，持续时间小于一个样本间隔214的提前或推迟)的模板信号。相应匹配滤波器306的子间隔移位308对应于模板信号302在样本系列206内的时间位置212的时间位置偏移。例如，如果样本系列206呈现出与匹配滤波器306中的第一匹配滤波器相对应的模板信号302，在样本系列206内的接收信号110可以被标识为具有时间位置212，时间位置212相对于未移位的模板信号302的样本以-0.4的样本间隔被移位，该时间位置212对应于0.4纳秒的提前。

图3所示的匹配滤波器组304中的相应匹配滤波器306的脉冲响应可以例如通过针对每个匹配滤波器306以所选择的子间隔移位对模板信号302进行采样来一次生成。模板信号302可以例如包括在预定条件下例如在校准过程中测量的接收光脉冲。在一些实施例中，模板信号302可以包括由发送器106发送的已知脉冲波形。在图3的示例场景300中用于生成相应匹配滤波器306的脉冲响应的一种技术涉及以下等式：

i＝1，..，M_OS

n＝1，...，N_S

其中：

N_s包括匹配滤波器组304中的匹配滤波器306的计数；

n包括匹配滤波器组304中的匹配滤波器306的索引；

i包括匹配滤波器n内的样本索引；

s_T(...)包括在所选择的时间的模板信号302；

T_S包括模板信号302的样本间隔的持续时间；

M_OS包括相对于传感器112的采样频率的过采样率；以及

s_T，i[n]包括在样本索引i处的匹配滤波器n的值。

图4示出了示例场景400，其特征在于根据本文中提出的技术而生成的匹配滤波器组304的第二示例。在该示例场景300中，以比传感器112的采样频率更高的采样频率来评估模板信号302的过采样版本。作为示例，如果匹配滤波器组304包括四个匹配滤波器306，则模板信号302的过采样402可以包括以传感器112的采样频率的四倍对模板信号302进行采样。过采样402可以被划分为子样本组(例如，包括样本0、4、8、12……的第一子样本系列；包括样本1、5、9、13……的第二子样本系列；包括样本2、6、10、14……的第三子样本系列；以及包括样本3、7、11、15……的第四子样本系列)。过采样402的相应子样本404可以用于生成匹配滤波器组304，其中相应匹配滤波器306的脉冲响应对应于子样本404的样本的所选择的子样本系列。此外，每个子样本系列对应于以相应子间隔移位308到达传感器112的接收信号110的表示(例如，子样本系列中的第一子样本可以对应于相对于未移位的接收信号110以-0.4的样本间隔提前到达的、以传感器112的采样频率对接收信号110的采样)。因此，匹配滤波器组304中的相应匹配滤波器306的脉冲响应与以时间位置偏移310从时间位置212被移位的样本系列206内的模板信号302相关。例如，如果样本系列206呈现出与匹配滤波器306中的第一匹配滤波器相对应的接收信号110，则相对于未移位的接收信号110进行采样，接收信号110可以被标识为具有被移位-0.4样本间隔的时间位置212，该-0.4的样本间隔对应于0.4纳秒的提前。

图4所示的匹配滤波器组304中的匹配滤波器306的相应响应函数可以使用模板信号302的过采样402的子样本的子样本系列而被生成一次(例如，在匹配滤波器设置例程中)或多次生成。一种用于在图4的示例场景400中生成相应匹配滤波器306的技术涉及以下等式：

n＝i，M_OS+i，...，(N_s-1)M_OS+i

其中：

N_s包括匹配滤波器组304中的匹配滤波器306的计数；

n包括匹配滤波器组304中的匹配滤波器306的索引；

i包括匹配滤波器n内的样本索引；

s_T(...)包括在与子间隔移位308相对应的所选择的时间的模板信号302的样本；

T_S包括模板信号302的样本间隔；

M_OS包括相对于传感器112的采样频率的过采样率；以及

s_T，i[n]包括在样本索引i处的匹配滤波器n的值。

图5是示出用于检测接收信号110在样本系列206内的出现和时间位置的匹配滤波器组304的使用的示例场景的图示，诸如图3的示例场景300中的第一示例匹配滤波器组304或图4的示例场景400中的第二示例匹配滤波器组304。在该示例场景500中，以采样频率504(诸如500兆赫兹)对传感器112进行采样502以生成其中可以存在接收信号110的离散时间样本系列206。传感器112可以例如包括像素或生成接收信号110以进行测量的任何其他传感器元件。样本系列起始位置506也可以被标识(例如，作为样本系列的起始时间为20纳秒)。参考位置可以例如由在时间上与LIDAR脉冲束的发送时间相对应的样本来确定。匹配滤波器组304中的每个匹配滤波器接收样本系列206(直接是样本系列信号或是样本系列的副本)。为了允许每个匹配滤波器接收样本系列206，可以将样本系列的样本重复多次，并且将复制的样本提供给匹配滤波器组。可以将匹配滤波器组304应用于样本系列206以确定接收信号110是否在样本系列206中出现在相对于样本系列起始位置506的相应时间位置212。匹配滤波器组304中的匹配滤波器可以被布置用于样本系列的并行处理。因此，在该示例场景500中，与匹配滤波器组304中的每个匹配滤波器306并行地提供样本系列(例如，通过复制原始样本系列206以产生相同的拷贝)，并且匹配滤波器306并行地处理样本系列206。每个匹配滤波器306基于相应匹配滤波器306的脉冲响应来输出匹配滤波器相关性508，匹配滤波器相关性508指示匹配滤波器306与样本系列206的相关性。例如，当样本系列206中的样本随时间被输入到匹配滤波器306时，匹配滤波器可以确定随时间的一系列相关性值。对于每个匹配滤波器306，将该系列相关性值中的相关性值连同最大相关性值所对应的样本号一起确定为样本系列的匹配滤波器相关性508。可以基于由匹配滤波器306的匹配滤波器组304生成的匹配滤波器相关性508的匹配滤波器相关性组508的处理，来标识接收信号110的时间位置516。在图5的示例场景500中，通过将相应匹配滤波器306的子间隔移位308乘以匹配滤波器相关性508、并且通过匹配滤波器相关性508的总和进行归一化以针对每个匹配滤波器306产生归一化的加权的子间隔移位510，来确定时间位置516。归一化的加权的子间隔移位510的总和产生用于接收信号110的为0.186的接收信号子间隔移位512，其根据相应匹配滤波器306的子间隔移位308以及相应匹配滤波器306与样本系列206内的接收信号110的匹配滤波器相关性508，来反映样本系列206内的接收信号110的子间隔移位308。为0.186的接收信号子间隔移位512乘以为2纳秒的样本间隔214以确定为0.372纳秒的时间位置偏移514，时间位置偏移514被添加到样本系列起始位置506以产生对时间位置516的确定，例如为20.372纳秒。在一些其他实施例中，可以基于以下时间来确定位置：与样本系列上的其他匹配滤波器的其他最大相关性值相比，该时间与样本系列上具有最大相关性值的匹配滤波器的最大相关性值的索引相关。

C.技术效果

根据本文中提出的技术对传感器112的样本的样本系列206进行评估以确定接收信号110的时间位置212的一些实施例可以相对于不使用本文中提出的技术的其他实施例实现多种技术特征。

本文中提出的技术的实施例可以表现出的技术效果的第一示例涉及由传感器112对接收信号110的高精度确定，该传感器112不能放大到更高的采样频率504。作为第一这样的示例，传感器112可以被配置为以不可调节的固定采样频率504操作。作为第二这样的示例，传感器112可以由具有最大时钟速率的模数转换器(ADC)驱动，其中传感器112所需要的精度通常可以涉及将采样频率504增加到超过ADC的最大时钟速率。作为第三这样的示例，可以将要评估的样本系列206存储在固定长度的存储器缓冲器中，并且增加样本系列206的采样频率504可以增加表示接收信号110超出存储器缓冲器的容量的单个实例的样本量。作为第四这样的示例，当以低采样频率504对传感器112进行采样时，传感器112的信噪水平可以是可接受的，但是增加采样频率504和缩短样本间隔214可以降低噪声比，从而将接收信号110的检测的相关性置信度降低到阈值以下，或者在某些情况下，引起连续时间接收信号110变得无法针对每个样本中存在的噪声进行检测。作为第五这样的示例，对更大数据量的评估可能会延迟对样本系列206中的接收信号110的检测。在以实时或近实时方式执行这样的检测的情况下，延迟检测可能会超过可接受的处理延迟阈值。在这些情况下，代替增加传感器112的采样频率504，可以通过利用本文中提出的技术在传感器112的较低或固有采样频率504下实现提高的精度。

本文中提出的技术的实施例可以表现出的技术效果的第二示例涉及由传感器112对接收信号110的高精度确定，该传感器112能够放大到更高的采样频率504，但是其中较高的采样频率504存在一些潜在的缺点。作为第一这样的示例，增加采样频率504可以产生增加的样本量。增大的数据量可能需要在传感器112与存储器之间建立更高性能的总线。作为第二这样的示例，增加的样本量可能涉及扩展用于分析的设备的存储器容量(这可能会增加设备的材料成本)、扩展设备的大小、和/或从设备的其他能力转移存储器。备选地，即使设备的存储容量能够存储整个样本系列206，每个样本系列206的评估也可能消耗更多的功率和计算资源。作为第三这样的示例，附加功率的消耗可以取决于更高性能的处理器，这可能会增加设备的材料成本和/或设备的尺寸。作为第四这样的示例，附加功率的消耗可以减少以容量有限的电池为特征的移动设备的电池寿命。作为第五这样的示例，附加功率的消耗可以增加热量的产生，并且因此增加设备的温度。在一些场景中，可以通过被动或主动设备冷却来散发附加热量，但是包括这样的组件可能会增加设备的材料成本和/或设备的尺寸。在一些场景中，附加冷却组件可能与设备的架构不兼容。作为第六这样的示例，升高的温度可能会增加设备的各个组件上的操作温度和热磨损，这可能会增加收集的数据的错误率或破坏或者传感器112的噪声水平。升高的温度还可能导致损坏或者甚至破坏组件。

本文中提出的技术的实施例可以表现出的技术效果的第三示例涉及样本系列206内的接收信号110的检测到的时间位置212的精度的提高。如图13-图14的示例数据组中所示，以相对适中的采样频率504对当前提出的技术进行仿真不仅与以相同采样频率504应用的其他技术相比精度显著提高，而且与通过评估以较高采样频率504收集的传感器112的样本系列206而获取的精度更高。在将以非常高的精度和置信度来实现接收信号110的时间位置212的情况下，本文中提出的技术的使用可以提供增加时间位置确定216的所得到的精度的一个方面。此外，一些场景既可以利用本文中提出的技术，又可以利用传感器112的较高采样频率504来实现时间位置确定216的增加的组合。信号检测领域的这些和其他技术效果可以通过本文中提出的技术的实施例来展示。

D.实施例

图6是本文中提出的技术的第一示例实施例的图示，其被示出为确定接收信号110在样本系列206内的时间位置212的示例方法600。示例方法600可以涉及设备，并且例如可以被实现为存储在设备(诸如固件、系统存储器、硬盘驱动器、固态存储组件、或磁性或光学介质)的存储器中的一组指令，其中由设备的处理器对指令的执行引起该设备根据本文中提出的技术进行操作。

示例方法600开始于602，并且包括以采样频率504对传感器112进行采样604以生成样本系列206。采样可以例如包括对光电二极管的时变输出信号进行及时采样。示例方法600还包括将匹配滤波器306的匹配滤波器组304应用606于样本系列206，以生成匹配滤波器相关性508的匹配滤波器相关性组，其中相应匹配滤波器306的脉冲响应对应于以子间隔移位308被移位的传感器112的采样频率504的模板信号302。示例方法600还包括评估608匹配滤波器相关性508以确定接收信号子间隔移位512。例如，该评估可以涉及将每个匹配滤波器306的相应匹配滤波器相关性508乘以匹配滤波器306的子间隔移位308；对乘积求和；并且通过匹配滤波器相关性508的第二总和对上述总和进行归一化。示例方法600还包括至少基于接收信号子间隔移位512来确定610接收信号110在样本系列206内的时间位置212。例如，该确定可以包括将接收信号子间隔移位512乘以样本间隔214，以确定接收信号110的时间位置偏移514，并且然后将接收信号110在样本系列206内的时间位置516调节时间位置偏移514。在根据本文中提出的技术确定接收信号110在样本系列206内的时间位置212之后，示例方法600在612处结束。

图7是示例场景700的图示，其特征在于本文中提出的技术的第二示例实施例，其中该示例实施例包括示例检测器702，示例检测器702被配置为检测由示例检测器702以采样频率504生成的样本系列206内的接收信号110。示例检测器702包括匹配滤波器306的匹配滤波器组304，其中相应匹配滤波器306对应于以子间隔移位308被移位的采样频率504的模板信号302。示例检测器702可以包括LIDAR距离测距系统。示例检测器702的一些组件可以被实现为例如存储在示例检测器702的易失性或非易失性存储器中并且由处理器执行的指令，或者被实现为至少提供本文中提出的部分技术的逻辑分析的离散组件，诸如电路。

示例检测器702包括信号检测器，该信号检测器用于以采样频率504将匹配滤波器306的匹配滤波器组304应用于传感器112的样本系列206，以生成匹配滤波器相关性508的匹配滤波器相关性组，以及用于评估匹配滤波器相关性508以确定接收信号子间隔移位512。示例检测器702还包括时间位置确定器706，时间位置确定器706用于至少部分基于接收信号子间隔移位512来确定接收信号110在样本系列206内的时间位置212。作为示例，可以将匹配滤波器相关性508和相应匹配滤波器306的子间隔移位308相乘，并且可以通过将总和除以匹配滤波器相关性508的总和来归一化该总和，从而产生表示接收信号子间隔移位512的总和。接收信号子间隔移位512可以乘以样本间隔214以产生时间位置偏移514。可以将时间位置偏移514与已经检测到接收信号110的样本系列206中的时间位置212相加，以产生接收信号110的时间位置516。以这种方式，组件的互操作使得示例检测器702能够根据本文中提出的技术来检测接收信号110在样本系列206内的时间位置516。

图8是示例场景800的图示，其特征在于本文中提出的技术的第三示例实施例，包括示例飞行时间LIDAR设备804，该飞行时间LIDAR设备804实现了在飞行时间LIDAR设备804与表面802之间的发射信号108的飞行时间确定。示例场景800的特征还在于本文中提出的技术的第四示例实施例，其包括示例飞行时间系统812，该示例飞行时间系统812利用飞行时间LIDAR设备804的资源来实现发射信号108的飞行时间确定。在该示例场景800中，示例系统812的组件作为指令集合存储在示例飞行时间LIDAR设备804的存储器810中，其中指令的执行引起示例系统812的相应组件的实现，这些组件互操作以根据本文中提出的技术执行样本系列206的评估。

示例飞行时间LIDAR设备804包括发送发射信号108的发送器106。示例飞行时间LIDAR设备804还包括接收反射信号110的传感器112。示例飞行时间LIDAR设备804还包括以采样频率504对传感器112进行采样以生成样本系列206的模数转换器806。示例飞行时间LIDAR设备804还包括信号检测器704作为示例系统812的组件，该信号检测器704将匹配滤波器306的匹配滤波器组304应用于样本系列206，其中相应匹配滤波器306对应于以子间隔移位308被移位的采样频率504的模板信号302。示例飞行时间LIDAR设备804还包括飞行时间确定器814作为示例系统812的组件，该飞行时间确定器814评估信号检测器704的输出，以确定接收信号110在样本系列206内的接收信号子间隔移位512，并且至少基于接收信号和接收信号110在样本系列206内的子间隔移位512来确定接收信号110在样本系列206内的飞行时间120。以这种方式，示例飞行时间LIDAR设备804和示例系统812使用本文中提出的技术实现了样本系列206内的接收信号110的检测，这是可以导致与以传感器112的采样频率504实现的精度相比，可以用更高的精度确定接收信号110在样本系列206内的飞行时间120。

另一实施例涉及一种包括被配置为应用本文中提出的技术的处理器可执行指令的计算机可读介质。这样的计算机可读介质可以包括各种类型的通信介质，诸如可以通过各种物理现象传播的信号(例如，电磁信号、声波信号或光信号)和在各种有线场景(例如，经由以太网或光纤电缆)和/或无线场景(例如，无线局域网(WLAN)，诸如WiFi；个域网(PAN)，诸如蓝牙；或蜂窝或无线电网络)中传播并且对一组计算机可读指令进行编码的信号，这些指令在由设备的处理器执行时引起该设备实现本文中提出的技术。这样的计算机可读介质还可以包括(作为排除通信介质的一类技术)计算机可读存储器设备，诸如存储器半导体(例如，利用静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)和/或同步动态随机存取存储器(SDRAM)技术的半导体)、硬盘驱动器的盘片、闪存设备或磁盘或光盘(诸如CD-R、DVD-R或软盘)，这些计算机可读存储设备对一组计算机可读指令进行编码，这些指令在由设备的处理器执行时引起该设备实现本文中提出的技术。

图9中示出了可以以这些方式设计的示例计算机可读介质，其中实现900包括其上编码有计算机可读数据904的计算机可读存储设备902(例如，CD-R、DVD-R、或硬盘驱动器的盘片)。该计算机可读数据904又包括一组计算机指令906，这些计算机指令906当在设备910的处理器808上执行时提供引起设备910根据本文中提出的技术进行操作的实施例。作为第一这样的示例，处理器可执行指令906可以对样本系列206的样本进行编码以检测样本系列206中的接收信号110，诸如图6的示例方法600。作为第二示例，处理器可执行指令906可以引起设备910作为检测样本系列206中的接收信号110的传感器进行操作，诸如图7的示例场景700中的示例检测器702。作为第三示例，处理器可执行指令906可以引起设备910作为示例飞行时间确定器进行操作，诸如图8的示例场景800中的示例飞行时间LIDAR设备804。作为第四示例，处理器可执行指令906可以对检测样本系列206中具有模板信号302的形状的接收信号110的系统进行编码，诸如图8的示例场景800中的示例系统812。本领域的普通技术人员可以设计被配置为根据本文中提出的技术进行操作的很多这样的计算机可读介质。

E.变体

本文中讨论的技术可以在很多方面进行设计，并且相对于这些和其他技术的其他变体，一些变体可以呈现出附加的优点和/或减少的缺点。此外，一些变体可以组合地实现，并且一些组合的特征可以在于通过协同合作而实现的附加的优点和/或减少的缺点。可以将变体并入各种实施例中以在这样的实施例之上赋予个体和/或协同优势。

E1.场景

在可以利用该技术的场景之间可以变化的第一方面涉及可以利用这种技术的设备。

作为该第一方面的第一变体，本文中提出的技术可以与多种设备类型一起使用，诸如工作站、膝上型计算机、控制台、平板电脑、电话、便携式媒体和/或游戏机、嵌入式系统、电器、车辆和可穿戴设备。该设备可以包括服务器单元的集合，诸如在设备上执行的服务器进程的集合；用户的一组个人互操作设备；包括计算集群的服务器单元的本地集合；和/或跨区域的服务器单元的地理分布集合，包括全球规模的分布式数据库。这样的设备可以以多种方式互连，诸如本地有线连接(例如，诸如通用串行总线(USB)等总线架构或诸如以太网等本地有线网络)；本地无线连接(例如，蓝牙连接或WiFi网络)；远程有线连接(例如，包括互联网的长距离光纤连接)；和/或远程无线连接(例如，蜂窝通信)。

作为该第一方面的第二变体，本文中提出的技术可以与各种传感器112一起使用以检测样本系列206内的接收信号110。例如，诸如PAD(光子雪崩二极管)或SPAD(单光子雪崩二极管)等光电二极管可以基于各种波长的光来生成发射信号108；麦克风可以基于由声波引起的压力而呈现出可变的电导率；并且压力传感器可以基于施加在传感器上的物理压力而表现出可变的电导率。这样的场景可以涉及自然和/或有机地或者由不相关的机械或电子设备产生的发射信号108，诸如人造信号或自然现象，并且对样本系列206内的接收信号110的检测可以通过传感器112来实现。备选地，一些场景涉及由与传感器112串联操作的发送器106对发射信号108的发送，诸如在基于LIDAR的范围估计中。作为第三这样的示例，发射信号108和接收信号110可以是奇异的，以非周期性方式重复，或者以周期性方式重复。对于重复出现的发射信号108和接收信号110，检测可以涉及将接收信号110的相应实例相关，诸如接收信号110之间的时间差。在一些实施例中，可以利用多个发送器(例如，MIMO波束成形应用，其中可以利用多个天线以不同的功率来发送发射信号108，以将接收信号110传递到特定位置)和/或可以利用多个传感器112(例如，三维视觉扫描系统，其中传感器112处于各种位置并且同时或连续地扫描或捕获对象的图像以从多个角度生成表示；或三角测量技术，其涉及通过移动到不同位置的传感器112和/或定位在不同位置的多个传感器112检测接收信号110)。在一些场景中，该设备可以包括双向收发器，该双向收发器既经由发送器106发送要由第二设备检测的发射信号108，又经由传感器112接收由第二设备发射的接收信号110。这样的通信可以是连续的和/或并发的，诸如半双工相对于全双工传输，和/或可以由第一设备选择性地广播给第二设备或者可以包括多播或广播信号传输。在一些场景中，可以发射发射信号108和/或可以将接收信号110检测为正或负最大幅度；在其他场景中，在典型的高幅度介质中，可以发射发射信号108和/或可以将接收信号110检测为低幅度。

作为该第一方面的第三变体，本文中提出的技术可以与在样本系列206中采用各种形式的信号一起使用。例如，接收信号110可以包括脉冲，并且传感器112可以将脉冲检测为在至少两个样本的范围内的样本幅度随时间的突然增加。在一些场景中，接收信号110可以被发射和/或检测为幅度的直接增加。在一些场景中，接收信号110可以被发射和/或检测为相对于先前状态或参考点(诸如基线)的高幅度差。备选地或附加地，接收信号110可以包括波形，诸如高斯波形、正弦波形、正弦波、方波形、三角波形和/或锯齿波形。在一些场景中，可以发射类似于符号组中的不同符号的多个波形，诸如表示数字0的第一波形和表示数字1的第二波形，并且信号的检测还包括由接收信号110的波形表示的符号的标识。在一些实施例中，信号的波形可以包括各种特征，诸如幅度调制和/或频率调制。接收信号110可以根据波形来发射和/或检测(例如，确定样本系列206的样本类似于波形，诸如类似于振荡的至少一半周期的振荡)。在一些实施例中，接收信号110的波形的检测可以考虑由于发送器106的发射、由一个或多个表面802的反射和/或通过一个或多个表面802的透射、通过介质的传播、和/或由传感器112的检测而引起的波形的修改或调节。作为一个示例，运动物体上的距离估计传感器和/或检测运动物体可以确定由于发送器/传感器与反射波形的表面802之间的相对速度差而引起的反射波形可能表现出多普勒频移。

作为该第一方面的第三变体，接收信号110在样本系列206内的时间位置212可以表示各种性质。作为第一这样的示例，可以按时间顺序收集样本系列206，诸如以时间样本间隔214对传感器112进行采样，并且时间位置212可以对应于相对于发射信号108的发送时间的接收信号110的接收时间。

作为该第一方面的第四变体，接收信号110在样本系列206内的时间位置212的确定可以使得可以在各种应用中使用的各种进一步的确定。如图1的示例场景100中所示，基于LIDAR的成像系统可以利用飞行时间传感器来确定接收信号110在样本系列206内的时间位置212作为发射信号108在一定距离上的飞行时间，并且飞行时间可以使得能够确定距离和/或范围，这可以在诸如三维成像、车辆辅助以及诸如汽车、公共汽车、卡车、火车、飞机和船只(包括无人机)等车辆的自主控制等场景中使用。可以标识出可以在其中利用本文中提出的技术的很多场景。

E2.生成滤波器组

在本文中提出的技术的实施例之间可以变化的第二方面涉及要应用于信号序列206以检测样本系列206内的接收信号110的匹配滤波器组304中的相应匹配滤波器306的脉冲响应的生成。图10A-图10C是根据该第二方面的以匹配滤波器306的生成时的一些附加变化为特征的一些示例场景的图示。

作为该第二方面的第一变体，可以静态地并且在接收到检测样本系列206内的接收信号110的请求之前生成匹配滤波器组304中的相应匹配滤波器306的脉冲响应。例如，可以预先知道要检测的发射信号108和/或接收信号110的类型，并且设备的非易失性存储器可以存储匹配滤波器组304中的相应匹配滤波器306的不同脉冲响应，以用于根据请求来检测样本系列206内的接收信号110。备选地，可以以静态但专门(ad-hoc)的方式来生成匹配滤波器组304以满足检测样本系列206内的接收信号110的请求。作为另一示例，可以动态生成匹配滤波器组304；例如，设备可以努力标识样本系列206内的重复的接收信号110，并且在检测到感兴趣的接收信号110的实例时，设备可以向匹配滤波器组304添加新的匹配滤波器306以标识样本系列206内的其他位置的接收信号110的重复。

作为该第二方面的第二变体，可以利用多种数学技术来生成匹配滤波器组304中的相应匹配滤波器306。在很多这样的场景中，相应匹配滤波器306可以使用提供要检测的信号202的反向共轭的卷积元素来确定匹配滤波器相关性，使得将匹配滤波器306应用于样本系列206的卷积总和(或者相反，将样本系列206应用于匹配滤波器306的卷积总和)可能导致在样本系列206内的所选择的时间位置212处对接收信号110的检测，其中匹配滤波器306与样本系列206内的接收信号110之间的对应性最大。另外，可以利用多种技术来计算以不同子间隔移位308、与样本系列206内的接收信号110相对应的匹配滤波器306。图3示出了用于以不同子间隔移位308计算相应匹配滤波器306的第一技术，其中通过以相应子间隔移位308对模板信号302进行采样来生成相应匹配滤波器306。图4示出了用于以不同子间隔移位308计算相应匹配滤波器306的第二技术，其中相应匹配滤波器306包括模板信号302的过采样402的不同子样本系列。

图10A示出了包括该第二方面的第三变体的第一示例场景1000，其中接收信号110的相应匹配滤波器306被施加在样本系列206的窗口1004上，其中窗口间隔的宽度(例如，数据点的数目)对应于相应匹配滤波器306的宽度(例如，数据点的数目)。实施例不是在样本系列206内的每个可能的起始位置处应用匹配滤波器组304，而是可以标识样本系列206内的峰值幅度，并且可以标识七个样本的窗口1004以与匹配滤波器组304进行比较。将匹配滤波器306应用于窗口1004可以将匹配滤波器306的应用聚焦在样本系列206内的接收信号110的位置上，并且将匹配滤波器组304应用于样本的窗口1004可以根据接收信号110在样本系列206内的子间隔位置来进一步确定时间位置212。

图10B示出了包括该第二方面的第四变体的第二示例场景1006，其中匹配滤波器306相对于匹配滤波器组304中的相邻匹配滤波器306表现出不均匀的子间隔移位308。在该第二示例场景1006中，用于生成匹配滤波器306的模板信号302未在子间隔移位308的范围内均匀地分布，而是集中在特定子间隔移位308(例如，标称零移位)附近，并且在高子间隔移位308处更稀疏地分布。因此，相应滤波器306中的一些相应滤波器对应于相对于相邻匹配滤波器306具有较小子间隔移位距离的模板信号302，并且相应滤波器306中的几个相应滤波器对应于相对于相邻匹配滤波器306具有较大子间隔移位距离的模板信号302。在预期时间位置212附近的匹配滤波器306的密度可以在该范围内实现信号的时间位置212的变化的精细确定，这可以指示发送周期性的微小变化；并且具有较大子间隔移位308的少量匹配滤波器306可以检测信号实例之间的较大变化，例如，这可以表示样本系列206内的接收信号110的周期性的异常但明显的移位。这种性质的非均匀匹配滤波器组304可以例如用于维持本地时钟或振荡器与另一设备的远程时钟或振荡器之间的紧密同步或具有周期性的物理现象。

图10C示出了包括该第二方面的第五变体的第三示例场景1008，其中匹配滤波器组304包括匹配滤波器306的匹配滤波器计数1010。在一些场景中，样本系列206内接收信号110的期望精度可以改变；例如，高速行驶的车辆可以比低速行驶的车辆更精确地测量距离。可以通过改变匹配滤波器组304中的匹配滤波器计数1010来满足指定的所选择的分辨率的请求；例如，可以激活附加的匹配滤波器306，并且从而将其添加到匹配滤波器组304以实现对更高精度的请求，并且可以从匹配滤波器组304中移除一些匹配滤波器306以实现对精度更低的请求。在一些变体中，匹配滤波器组304可以包括可以全部应用于样本系列206以便以最大精度确定接收信号110在样本系列206内的时间位置212的大量匹配滤波器306，并且可以通过在匹配滤波器组304中应用匹配滤波器306的仅子组来实现较低精度确定。在一些变体中，通过用与初始匹配滤波器计数1010不同的第二匹配滤波器计数1010来再生匹配滤波器组304，可以实现以不同于所选择的分辨率的第二所选择的分辨率来确定接收信号110在样本系列206内的时间位置212的请求，其中第二匹配滤波器计数1010可以至少基于第二所选择的分辨率。可以利用很多技术来生成各种类型的匹配滤波器组304以用于本文中提出的技术。

E3.将匹配滤波器应用于样本系列

在本文中提出的技术的实施例之间可以变化的第三方面涉及将匹配滤波器组304应用于样本系列206，以确定接收信号110在样本系列206内的出现和时间位置212(例如，接收信号110出现在样本系列206中的时刻)。图11是根据该第二方面的以匹配滤波器306的生成时一些附加变化为特征的一些示例场景的图示。

作为该第三方面的第一变体，可以以多种方式确定相应匹配滤波器306与样本系列206内的接收信号110的匹配滤波器相关性508。作为第一这样的示例，匹配滤波器相关性508可以基于信号样本和表示脉冲响应函数的样本的每个样本乘积的样本的积分，来反映匹配滤波器306与接收信号110在样本系列206内的时间位置212的对应性。完全对应导致匹配滤波器相关性接近100％，而完全不存在对应导致匹配滤波器相关性接近0％。作为第二这样的示例，匹配滤波器相关性508可以反映匹配滤波器306与样本系列206内的接收信号110的不相似性，例如，匹配滤波器306的样本与样本系列206的对应样本之间的幅度差和/或幅度差变化的总和或乘积，其中完全对应导致总距离为零，而完全不存在对应导致总距离非常大。在一些变体中，可以将匹配滤波器相关性508确定为样本系列206的相应样本与匹配滤波器306的对应样本相比的标准偏差。在一些变体中，针对第一匹配滤波器306的匹配滤波器相关性508可以相对于针对匹配滤波器组304中的其他匹配滤波器306的匹配滤波器相关性508来确定。

作为该第三方面的第二变体，可以通过标识在匹配滤波器相关性508的匹配滤波器相关性组中呈现最大匹配滤波器相关性的所选择的匹配滤波器，来确定接收信号子间隔移位512。可以将所选择的匹配滤波器的子间隔移位308选择为接收信号子间隔移位512。因此，根据本文中提出的技术，可以将接收信号110在样本系列206内的时间位置212调节时间位置偏移310以产生时间位置确定216，时间位置偏移310与所选择的匹配滤波器的子间隔移位308相对应。

图11A示出了以该第三方面的第三变体为特征的第一示例场景1100，其中计算相应匹配滤波器306的连续样本与样本系列206的对应样本之间的距离1102。在该第一示例场景1100中，确定样本系列206的样本与每个匹配滤波器306的对应样本之间的总距离，从而将相关性置信度1104确定为总距离的倒数。相关性置信度1104可以用于例如确定样本系列206内的接收信号110的检测的总体置信度。备选地或附加地，相关性置信度1104可以用于例如确定接收信号110与理想接收信号202或模板信号302之间的偏差，其中低相关性置信度1104指示显著偏差和相关性是噪声的结果的高可能性。在一些实施例中，可以将匹配滤波器相关性与相关性置信度阈值1106进行比较，其中任何匹配滤波器相关性508的满足相关性置信度阈值1106的失败被报告为样本系列206内的接收信号110的缺失或丢失，这可能是由例如降低的信噪比引起的。

图11示出了以该第三方面的第四变体为特征的第二示例场景1108的图示，其中相应匹配滤波器306有助于组合1110，诸如对接收信号110在样本系列206内的时间位置212的一致确定作为相应匹配滤波器306的匹配滤波器相关性508的共识。在该示例场景1108中，每个匹配滤波器306产生匹配滤波器相关性508，并且相应匹配滤波器306的子间隔移位308(诸如根据匹配滤波器306与样本系列206中的对应样本之间的匹配滤波器相关性距离)相对于相应匹配滤波器306的匹配滤波器相关性508和/或滤波器相关性置信度1104而对组合1110做出贡献。因此，实施例可以利用匹配滤波器相关性508作为权重对相应时间位置进行加权，并且计算该组匹配滤波器相关性集中的匹配滤波器相关性508的加权和归一化的总和，再将其乘以相应匹配滤波器304的子间隔移位308，作为接收信号子间隔移位512。在一个这样的实施例中，计算匹配滤波器306的子间隔移位308的相应匹配滤波器304与匹配滤波器306的匹配滤波器相关性508的乘积；计算相应匹配滤波器304的乘积的总和，其中该总和由匹配滤波器相关性508的匹配滤波器相关性总和来归一化；并且将接收信号子间隔移位512确定为总和与样本间隔214的乘积。备选地或附加地，可以根据匹配滤波器306的匹配滤波器组304中的匹配滤波器相关性508的均值或中值来标识总和。

作为该第三方面的第五变体，可以将匹配滤波器组304应用于多个样本系列206，并且可以累积相应匹配滤波器306的匹配滤波器相关性508。例如，为了检测以已知周期性为周期但呈现出相对较差信噪比的样本系列206内的接收信号110，可以将匹配滤波器306应用于在此期间捕获的样本系列206的序列。较差的信噪比可能会降低在任何特定时间位置212处在样本系列206内检测接收信号110的置信度。相反，采样可以包括以采样频率对传感器进行采样以生成至少两个复制样本系列，从而生成至少两组匹配滤波器相关性508。可以为连续样本系列206生成成组的匹配滤波器相关性508，并且可以累积相应匹配滤波器306的匹配滤波器相关性508。在多个样本系列206上的匹配滤波器组304内的特定匹配滤波器306的一致地较高的匹配滤波器相关性508可以实现接收信号110在样本系列206内的时间位置212的更高置信度的确定。根据本文中提出的技术，可以利用这些技术来将匹配滤波器组304应用于样本系列206。

E4.架构变体

在本文中提出的技术的实施例之间可以变化的第四方面涉及所提供的实施例的架构的变化。图12示出了示例实施例的架构图示。

作为该第四方面的第一变体，实施例可以以各种方式存储样本系列206。例如，设备可以包括具有样本长度的移位寄存器(例如，具有足够的长度以容纳足够的样本，以在以传感器112的采样频率504采样时表示样本系列206内的接收信号110的实例)。可以将新样本插入移位寄存器，而将旧样本移出移位寄存器。备选地，实施例可以利用存储器缓冲器来存储样本系列206的样本。

图12以并行评估器1202的形式示出了所提出技术的示例实施例的示例1200。在该并行评估器1202中，传感器112的输出(诸如雪崩光电二极管1204(“APD”))被提供给跨阻放大器1206。被放大的连续时间信号由模数转换器1208(“A/D”)以采样频率504采样以产生样本系列206。然后，将样本系列206并行地提供给匹配滤波器306的匹配滤波器组304，包括分别将单个匹配滤波器306应用于样本系列206的评估器的评估器组。并行评估器同时评估样本系列206以生成匹配滤波器相关性508的匹配滤波器相关性组，并且相应评估器的确定1210被计算为标识接收信号子间隔移位1214的最大和/或均值1212。这种架构可能是有利的，例如，用于将具有不同子间隔移位308的潜在的大量评估器应用于样本系列206，以加快确定样本系列206内的接收信号110及其时间位置212。可以根据本文中提出的技术来设计和利用很多这样的架构。

F.仿真结果

当前提出的技术的一些变体的原型实现已经进行了将结果与其他技术进行比较的仿真，诸如以采样频率504对传感器112进行采样而无需至少基于子间隔移位308进行调节，并且以传感器112的过采样频率504对样本系列206内的接收信号110进行采样而无需至少基于子间隔移位308进行调节。图13A、图13B和图14中示出了这样的仿真的结果。

在图13A中，以1千兆赫兹的采样率1302执行原型的仿真。在图13B中，以500兆赫兹的采样率1312执行原型的仿真。两种仿真都使用高斯脉冲形状和以所选择的信噪比(第一仿真中为20dB的信噪比，第二仿真中为14dB的信噪比)进行超过5,000次试验的MonteCarlo仿真。在两个仿真中，将相应采样技术的距离误差确定为累积分布函数，其中更熟练的相关技术会显示出距离误差的较陡收敛。在两个仿真中，在没有基于子间隔移位308进行调节的情况下的采样频率504的样本1304中的第一样本呈现出较差的范围误差。为采样频率504的五倍的但仍然没有基于子间隔移位308进行调节的样本1306中的第二样本呈现出减小的范围误差。但是，根据图3的示例场景300的使用与五个子间隔移位308相对应的五个匹配滤波器的匹配滤波器组304的采样频率504的采样1304中的第三样本、以及根据图4的示例场景400的使用与采样频率504的五倍的样本组1306的子组选择相对应的五个匹配滤波器的匹配滤波器组304的采样频率504的样本1304中的第四样本呈现出与第一样本1304相比的进一步减小的范围误差，并且甚至低于涉及更高采样频率的第二样本1306。应当注意，曲线1308和1310产生相同的累积分布函数，并且因此在图13A和图13B中没有区别。

类似地，图14示出了在信噪比范围内(由横轴表示)的各种采样技术的平均距离误差的仿真图。在没有基于子间隔移位308进行调节的情况下，采样频率504的样本1402中的第一样本的平均距离误差在较大的信噪比范围内呈现出距离误差的标准偏差，即使在相对较高的信噪比下。为采样频率504的五倍但是仍然没有基于子间隔移位308进行调节的情况下的样本1404中的第二样本呈现出随着信噪比的增加的距离误差的标准偏差的减小。但是，根据图3的示例场景300的使用匹配滤波器组304的采样频率504的采样1406中的第三采样、以及根据图4的示例场景400的使用匹配滤波器组304的采样频率504的采样1408中的第四采样呈现出在信噪比上的距离误差的标准偏差的更快减小，优于以增加的采样频率504的采样1402中的第一采样和采样1404中的第二采样两者。实际上，与其他技术相比，本文中提出的两种技术的距离误差的标准偏差的减小随着信噪比的增加而增加。因此，这些仿真结果证明了根据本文中提出的技术在确定接收信号110在样本系列206内的时间位置时的精度的提高。

G.计算环境

图15和以下讨论提供了用于实现本文中阐述的一个或多个规定的实施例的合适的计算环境的简要概述。图15的操作环境仅是合适的操作环境的一个示例，而非旨在对操作环境的使用范围或功能提出任何限制。示例计算设备包括但不限于个人计算机、服务器计算机、手持式或膝上型计算机设备、移动设备(诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、媒体播放器等)、多处理器系统、消费类电子产品、小型计算机、大型计算机、包括任何上述系统或设备的分布式计算环境等。

尽管不是必需的，但是在由一个或多个计算设备执行的“计算机可读指令”的一般上下文中描述实施例。可以经由计算机可读介质(下面讨论)来分发计算机可读指令。计算机可读指令可以被实现为执行特定任务或实现特定抽象数据类型的程序模块，诸如函数、对象、应用程序编程接口(API)、数据结构等。通常，计算机可读指令的功能可以在各种环境中根据需要进行组合或分布。

图15示出了包括被配置为实现本文中提供的一个或多个实施例的计算设备1502的系统的示例1500。在一种配置中，计算设备1502包括至少一个处理单元1506和存储器1508。取决于计算设备的确切配置和类型，存储器1508可以是易失性的(诸如RAM)、非易失性的(诸如ROM、闪存等)、或两者的某种组合。这种配置在图15中由虚线1504示出。

在一些实施例中，设备1502可以包括附加特征和/或功能。例如，设备1502还可以包括附加存储装置(例如，可移动和/或不可移动)，包括但不限于磁性存储装置、光学存储装置等。这种附加存储装置在图15中通过存储装置1510示出。在一个实施例中，用于实现本文中提供的一个或多个实施例的计算机可读指令可以在存储装置1510中。存储装置1510还可以存储用于实现操作系统、应用程序等的计算机可读指令。例如，计算机可读指令可以被加载在存储器1508中以由处理单元1506执行。

本文中使用的术语“计算机可读介质”包括计算机存储介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性的可移动和不可移动介质。存储器1508和存储装置1510是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储技术、CD-ROM、数字多功能磁盘(DVD)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备、或者可以用于存储期望信息并且可以由设备1502访问的任何其他介质。任何这样的计算机存储介质都可以是设备1502的一部分。

设备1502还可以包括允许设备1502与其他设备进行通信的(多个)通信连接1516。(多个)通信连接1516可以包括但不限于调制解调器、网络接口卡(NIC)、集成网络接口、射频发送器/接收器、红外端口、USB连接、或用于将计算设备1502连接到其他计算设备的其他接口。(多个)通信连接1516可以包括有线连接或无线连接。(多个)通信连接1516可以发射和/或接收通信介质。

术语“计算机可读介质”可以包括通信介质。通信介质通常在诸如载波或其他传输机制等“调制数据信号”中体现计算机可读指令或其他数据，并且包括任何信息传递介质。术语“调制数据信号”可以包括以能够将信息编码在信号中的方式来设置或改变其一个或多个特性的信号。

设备1502可以包括一个或多个输入设备1514，诸如键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备、红外相机、视频输入设备和/或任何其他输入设备。设备1502中还可以包括(多个)输出设备1512，诸如一个或多个显示器、扬声器、打印机和/或任何其他输出设备。(多个)输入设备1514和(多个)输出设备1512可以经由有线连接、无线连接或其任意组合连接到设备1502。在一个实施例中，来自另一计算设备的输入设备或输出设备可以用作计算设备1502的(多个)输入设备1514或(多个)输出设备1512。

计算设备1502的组件可以通过诸如总线等各种互连来连接。这样的互连可以包括诸如PCI Express等外围组件互连(PCI)、通用串行总线(USB)、火线(IEEE 1394)、光学总线结构等。在一个实施例中，计算设备1502的组件可以通过网络互连。例如，存储器1508可以包括位于通过网络互连的不同物理位置的多个物理存储器单元。

本领域技术人员将认识到，用于存储计算机可读指令的存储设备可以跨网络分布。例如，经由网络1518可访问的计算设备1520可以存储用于实现本文中提供的一个或多个实施例的计算机可读指令。计算设备1502可以访问计算设备1520并且下载部分或全部计算机可读指令以供执行。备选地，计算设备1502可以根据需要下载多个计算机可读指令，或者一些指令可以在计算设备1502处执行，而一些指令在计算设备1520处执行。

H.权利要求概要

当前公开的技术的一个实施例包括一种确定接收信号在样本系列内的时间位置的方法。该方法包括：以采样频率对传感器进行采样以生成样本系列；将匹配滤波器的匹配滤波器组应用于样本系列以生成匹配滤波器相关性的匹配滤波器相关性组，其中相应匹配滤波器的脉冲响应对应于以子间隔移位被移位的传感器的采样频率的模板信号；评估匹配滤波器相关性以确定接收信号子间隔移位；以及至少基于接收信号子间隔移位来确定信号在样本系列中的时间位置。

当前公开的技术的一个实施例包括一种用于确定接收信号在样本系列内的时间位置的装置。该装置包括：用于以采样频率对传感器进行采样以生成样本系列的装置；用于将匹配滤波器的匹配滤波器组应用于样本系列以生成匹配滤波器相关性的匹配滤波器相关性组的装置，其中相应匹配滤波器的脉冲响应对应于以子间隔移位被移位的传感器的采样频率的模板信号；用于评估匹配滤波器相关性以确定接收信号子间隔移位的装置；以及用于至少基于接收信号子间隔移位来确定信号在样本系列内的时间位置的装置。

当前公开的技术的一个实施例包括一种传感器，该传感器包括：用于以采样频率将匹配滤波器的匹配滤波器组应用于传感器的样本系列的信号检测器，其中相应匹配滤波器对应于以子间隔移位被移位的采样频率的模板信号，以标识接收信号在样本系列内的接收信号子间隔移位；以及用于至少基于接收信号在样本系列内的接收信号子间隔移位来确定接收信号在样本系列内的时间位置的时间位置确定器。

当前公开的技术的一个实施例包括一种飞行时间设备，该飞行时间设备包括用于发送发射信号的发送器；接收器，用于通过以采样频率对传感器进行采样以生成包括接收信号的样本系列，来接收发射信号的反射；用于将匹配滤波器的匹配滤波器组应用于样本系列的信号检测器，其中相应匹配滤波器的脉冲响应对应于以采样频率被采样并且以子间隔移位被移位的模板信号，以标识接收信号在样本系列内的接收信号子间隔移位；以及用于至少基于接收信号在样本系列内的接收信号子间隔移位来确定发射信号的飞行时间的飞行时间确定器。

I.术语的使用

尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于上述特定特征或动作。相反，上述特定特征和动作被公开作为实现权利要求的示例形式。

如在本申请中使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”、“接口”等通常旨在指代与计算机有关的实体，或者是硬件、硬件和软件的组合、软件、或执行软件。一个或多个组件可以位于一个计算机上，和/或分布在两个或更多个计算机之间。

此外，通过使用标准编程和/或工程技术产生软件、固件、硬件或其任何组合以控制计算机实现所公开的主题，所要求保护的主题可以实现为方法、装置或制造品。本文中使用的术语“制品”旨在涵盖从任何计算机可读设备、载体或介质可访问的计算机程序。当然，本领域技术人员将认识到，可以在不背离所要求保护的主题的范围或精神的情况下对这种配置进行很多修改。

本文中提供了实施例的各种操作。在一个实施例中，所描述的操作中的一个或多个可以构成存储在一个或多个计算机可读介质上的计算机可读指令，这些指令在由计算设备执行时将引起计算设备执行所描述的操作。描述一些或所有操作的顺序不应当被解释为暗示这些操作必定与顺序有关。受益于本描述的本领域技术人员将意识到替代顺序。此外，应当理解，并非在本文中提供的每个实施例中必须存在所有操作。

本文中描述为“示例”的任何方面或设计不必被解释为优于其他方面或设计。而是，词语“示例”的使用旨在表示可以与本文中提出的技术有关的一个可能的方面和/或实现。这样的示例对于这样的技术不是必需的，也并非旨在限制。这样的技术的各种实施例可以单独地或与其他特征组合地包括这样的示例，和/或可以改变和/或省略所示出的示例。

如在本申请中使用的，术语“或”旨在表示包括性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另有说明或从上下文可以清楚看出，否则“X采用A或B”旨在表示任何自然的包括性排列。也就是说，如果X采用A；X采用B；或X采用A和B两者，则在任何前述情况下都满足“X采用A或B”。另外，在本申请和所附权利要求书中使用的冠词“一个(a)”和“一个(an)”通常可以被解释为表示“一个或多个”，除非另有说明或从上下文清楚地指向单数形式。

而且，尽管已经关于一个或多个实现示出和描述了本公开，但是基于对本说明书和附图的阅读和理解，本领域其他技术人员将能够想到等同的变更和修改。本公开包括所有这样的修改和变更，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地，关于由上述组件(例如，元素、资源等)执行的各种功能，除非另有说明，否则用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所描述的组件的指定功能的任何组件(例如，在功能上是等同的)，即使在结构上不等同于在本公开的本文中示出的示例实现中执行功能的所公开的结构。另外，尽管已经仅关于几种实现中的一种实现公开了本公开的特定特征，但是对于任何给定或特定应用可能期望的和有利的是，这种特征可以与其他实现的一个或多个其他特征组合。此外，就在详细描述或权利要求中使用术语“包括(includes)”、“具有(having)”、“具有(has)”、“具有(with)”或其变体的程度而言，这样的术语旨在以类似于术语“包括(comprising)”的方式是包括性的。

Claims (20)

1.一种确定接收信号在样本系列内的时间位置的方法，包括：

以采样频率对传感器进行采样以生成所述样本系列；

将匹配滤波器的匹配滤波器组应用于所述样本系列，以生成匹配滤波器相关性的匹配滤波器相关性组，其中相应匹配滤波器的脉冲响应对应于以子间隔移位被移位的所述传感器的所述采样频率的模板信号；

评估所述匹配滤波器相关性以确定接收信号子间隔移位；以及

至少基于所述接收信号子间隔移位来确定所述接收信号在所述样本系列内的所述时间位置。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过以所述采样频率对所述模板信号进行采样并且针对所接收的匹配滤波器使用一组不同的子间隔移位来生成所述相应匹配滤波器。

3.根据权利要求2所述的方法，其中生成所述相应匹配滤波器还包括：根据以下等式生成所述相应匹配滤波器：

i＝1，..，M_OS

n＝1,...,N_S

其中：

N_s包括所述匹配滤波器组中的匹配滤波器的计数；

n包括所述匹配滤波器组内的匹配滤波器的索引；

i包括用于n的样本索引；

s_T(...)包括在所选择的时间的所述模板信号；

T_S包括所述模板信号的样本间隔的持续时间；

M_OS包括相对于所述传感器的所述采样频率的过采样率；以及

s_T，i[n]包括在i处的匹配滤波器的值。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：使用所述接收信号的过采样模板的样本的子样本系列来生成所述相应匹配滤波器。

5.根据权利要求4所述的方法，其中生成所述相应匹配滤波器还包括：根据以下等式使用所述接收信号的过采样模板来生成所述相应匹配滤波器：

n＝i，M_OS+i，...，(N_s-1)M_OS+i

其中：

N_s包括所述匹配滤波器组中的匹配滤波器的计数；

n包括所述匹配滤波器组内的匹配滤波器的索引；

i包括用于n的样本索引；

S_T(…)包括在所选择的时间的所述模板信号；

T_S包括所述模板信号的样本间隔的持续时间；

M_OS包括相对于所述传感器的所述采样频率的过采样率；以及

s_T，i[n]包括在i处的匹配滤波器的值。

6.根据权利要求1所述的方法，其中将所述匹配滤波器组应用于所述样本系列还包括：

在所述样本系列内选择样本窗口；以及

将所述匹配滤波器组应用于所述样本窗口。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述匹配滤波器组还包括：

第一匹配滤波器，与第一相邻匹配滤波器相差第一子间隔移位距离；以及

第二匹配滤波器，与第二相邻匹配滤波器相差不同于所述第一子间隔移位距离的第二子间隔移位距离。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：至少基于所述接收信号的所述时间位置的所选择的分辨率来生成具有匹配滤波器计数的所述相应匹配滤波器。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

接收请求，所述请求用于确定具有不同于所述所选择的分辨率的第二所选择的分辨率的所述接收信号的所述时间位置；以及

响应于所述请求，至少基于所述第二所选择的分辨率来重新生成具有第二匹配滤波器计数的所述相应匹配滤波器。

10.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述接收信号子间隔移位还包括：

标识在所述匹配滤波器组的所述匹配滤波器相关性中呈现最大匹配滤波器相关性的所选择的匹配滤波器；以及

选择所述所选择的匹配滤波器的所述子间隔移位作为所述接收信号子间隔移位。

11.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述接收信号子间隔移位还包括：

对于每个相应匹配滤波器，计算所述相应匹配滤波器的所述子间隔移位与所述匹配滤波器的匹配滤波器相关性的乘积；以及

计算所述相应匹配滤波器的所述乘积的总和，其中所述总和通过所述匹配滤波器相关性的匹配滤波器相关性总和而被归一化。

12.根据权利要求1所述的方法，其中：

对所述传感器进行采样还包括：以所述采样频率对所述传感器进行采样以生成至少两个复制样本系列；以及

将所述匹配滤波器组应用于所述样本系列还包括：将所述匹配滤波器组应用于所述至少两个复制样本系列，以生成至少两组匹配滤波器相关性；以及

确定所述接收信号子间隔移位还包括：

针对所述至少两个复制样本系列，累积所述至少两组匹配滤波器相关性；以及

评估在所述至少两个复制样本系列上累积的所述至少两组匹配滤波器相关性，以确定所述接收信号在所述样本系列内的所述接收信号子间隔移位。

13.根据权利要求1所述的方法，还包括：至少基于所述所选择的匹配滤波器与所述样本系列之间的相关性距离来确定信号置信度。

14.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述信号置信度还包括：将所述相关性距离确定为所述样本系列的样本和所述匹配滤波器的对应样本的标准偏差。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括：

将所述信号置信度与信号置信度阈值进行比较；以及

响应于所述信号置信度不满足所述信号置信度阈值，报告所述信号的不存在。

16.根据权利要求1所述的方法，包括：至少基于与所述匹配滤波器组中的相应最大匹配滤波器相关性相对应的相应时移的中值，来标识中值子间隔偏移。

17.一种传感器，包括：

信号检测器，用于以采样频率将匹配滤波器的匹配滤波器组应用于所述传感器的样本系列，其中相应匹配滤波器对应于以子间隔移位被移位的所述采样频率的模板信号，以标识接收信号在所述样本系列内的接收信号子间隔移位；以及

时间位置确定器，用于至少基于所述接收信号在所述样本系列内的所述接收信号子间隔移位，来确定所述接收信号在所述样本系列内的时间位置。

18.根据权利要求17所述的传感器，其中：

所述样本系列被存储在具有样本长度的移位寄存器中；

相应匹配滤波器包括所述样本长度的滤波器长度；以及

所述信号检测器将所述匹配滤波器组应用于所述移位寄存器。

19.根据权利要求17所述的传感器，其中：

所述匹配滤波器组还包括评估器的评估器组，所述评估器分别评估到匹配滤波器的所述样本系列以生成匹配滤波器相关性；以及

所述信号检测器通过将所述评估器同时应用于所述样本系列来将所述匹配滤波器组应用于所述样本系列。

20.一种飞行时间设备，包括：

发送器，用于发送发射信号；

接收器，用于通过以采样频率对传感器进行采样以生成包括接收信号的样本系列来接收所述发射信号的反射；

信号检测器，用于将匹配滤波器的匹配滤波器组应用于所述样本系列，其中相应匹配滤波器的脉冲响应对应于以所述采样频率被采样并且以子间隔移位被移位的模板信号，以标识所述接收信号在所述样本系列内的接收信号子间隔移位；以及

飞行时间确定器，至少基于所述接收信号在所述样本系列内的所述接收信号子间隔移位来确定所述发射信号的飞行时间。