JP2017072588A - 距離および/または移動を感知するためのシステムおよび方法 - Google Patents

距離および/または移動を感知するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ターゲットに対する距離を高精度に、また、比較的接近しているターゲットに対する距離を測定できるシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】送信アンテナからの電磁気の第1の送信された信号を、分離距離によって送信アンテナから分離されるターゲットオブジェクトへと送信する。電磁気の第1の送信された信号は、デジタルビットの第1シーケンスを表わす第1送信パターンを含む。ターゲットオブジェクトから反射される電磁気の第1の送信された信号の第1エコーを受信する。第1エコーを第1のデジタル化されたエコー信号に変換し、電磁気の第1の送信された信号とエコーのフライトの時間を決定するために、デジタルビットの第2シーケンスを表わす第1受信パターンを、第1のデジタル化されたエコー信号と比較する。
【選択図】図1

Description

<関連出願への相互参照>
本出願は、2011年2月21日に出願の、米国仮出願第61/445,026号(「’026出願」)および2011年8月9日に出願の、米国仮出願第61/521,378号(「’378出願」)の優先権の利益を主張する。’026出願および’378出願の全開示は、引用によって組み込まれる。
本明細書に記載される主題の1つ以上の実施形態は、レーダーおよび/または光学式リモートセンシングシステムおよび方法などの、距離および/または運動を感知するシステムおよび方法に関する。
既知のレーダーシステムは、アナログ電磁波をターゲットへと送信し、ターゲットから反射する波のエコーを受信する。アナログを送信するアンテナとターゲットオブジェクトとの間の距離、および/またはターゲットオブジェクトの移動に基づいて、受信したエコーの強度および/または周波数は変わり得る。エコーの強度、周波数、および/またはフライトの時間(time−of−flight)は、ターゲットに対する距離および/またはターゲットの移動を導き出すために使用され得る。
いくつかの既知のレーダーシステムは、システムがターゲットに対する距離を測定することができる精度において限定される。例えば、これらのシステムがターゲットに対する距離を計算することが可能であり得る解像度は、比較的大きく成り得る。その上、これらのシステムのいくつかは、システムが波を送信するか、またはエコーを受信する時に制御する、送信/受信スイッチなどの、回路を有し得る。スイッチは、システムが波の送信からエコーの受信に切り替えることを可能にするために、非零期間(non−zero period of time)を必要とし得る。システムが送信から受信に切り替わり得る前に、送信された波が、ターゲットから反射し、受信アンテナに戻り得るため、この期間は、システムが、比較的接近しているターゲットに対する距離を測定するために使用されるのを防ぎ得る。さらに、いくつかの既知のシステムは、送信アンテナから受信アンテナまでのエネルギー漏洩を有する。このエネルギー漏洩は、ターゲットに対する距離の測定および/または運動の検出を妨害するおよび/または不明瞭にし得る。
1つの実施形態では、方法(例えばターゲットオブジェクトに対する分離距離を測定するための方法)が提供される。方法は、電磁気の第1の送信された信号(以下、「第1の送信された信号」とも言う)を、分離距離によって送信アンテナから分離されるターゲットオブジェクトへと送信する工程を含む。第1の送信された信号は、デジタルビットの第1シーケンスを表わす第1送信パターンを含む。方法はまた、ターゲットオブジェクトから反射される第1の送信された信号の第1エコーを受信する工程、第1エコーを第1のデジタル化されたエコー信号に変換する工程、および第1の送信された信号とエコーのフライトの時間を決定するために、デジタルビットの第2シーケンスを表わす第1受信パターンを、第1のデジタル化されたエコー信号と比較する工程を含む。
別の実施形態では、システム(例えば、感知システム)は、送信機、受信機、および相関装置を含んで提供される。送信機は、分離距離によって送信アンテナから分離されるターゲットオブジェクトへと通信される電磁気の第1の送信された信号を生成するように構成される。第1の送信された信号は、デジタルビットのシーケンスを表わす第1送信パターンを含む。受信機は、ターゲットオブジェクトから反射される第1の送信された信号のエコーに基づく、第1のデジタル化されたエコー信号を生成するように構成される。相関装置は、第1の送信された信号とエコーのフライトの時間を決定するために、デジタルビットの第2シーケンスを表わす第1受信パターンを、第1のデジタル化されたエコー信号と比較するように構成される。
別の実施形態では、(例えば、ターゲットオブジェクトに対する分離距離を測定するための)別の方法が提供される。方法は、デジタルビットの第1送信パターンを表わす波形を有する第1の送信された信号を送信する工程、および第1の送信された信号の第1の受信されたエコーに基づく、第1のデジタル化されたエコー信号を生成する工程を含む。第1のデジタル化されたエコー信号は、デジタルビットのデータストリームを表わす波形を含む。方法はまた、1つ以上の他のサブセットよりも第1受信パターンに密接に一致する対象のサブセットを識別するために、デジタルビットの第1受信パターンを、第1のデジタル化されたエコー信号におけるデジタルビットのデータストリームの複数の異なるサブセットと比較する工程を含む。方法はさらに、第1のデジタル化されたエコー信号におけるデータストリームの開始と対象のサブセットとの間の時間遅延に基づいて、第1の送信された信号と第1受信エコーのフライトの時間を識別する工程を含む。
本主題は、添付の図面を参照して、限定しない実施形態の以下の記載を参照することで一層よく理解されるであろう。
図1は、感知システムの1つの実施形態の概略図である。 図2は、図1に示される感知装置の1つの実施形態の概略図である。 図3Aは、1つの実施形態による、送信された信号および対応するエコーのためのフライトの時間の粗い(coarse)ステージ決定の概略図である。 図3Bは、1つの実施形態による、送信された信号および対応するエコーのためのフライトの時間の粗いステージ決定の別の概略図である。 図4は、図1に示されるいくつかの送信された信号にわたって計算される且つ平均される相関値の1つの例を示す。 図5は、図2に示される感知アセンブリの一部分または1つの実施の別の概略図である。 図6は、図2に示される感知アセンブリのフロントエンドの1つの実施形態の概略図である。 図7は、図1に示されるシステムのベースバンド処理システムの1つの実施形態の回路図である。 図8は、比較デバイスが、1つの実施形態において、図2に示されるベースバンドのエコー信号の対象のビットを、どのように図2に示されるパターン信号のパターンビットと比較するかの1つの例の概略図である。 図9は、図7に示される比較デバイスが、図2に示されるベースバンドのエコー信号の対象のビットを、どのように図2に示されるパターン信号のパターンビットと比較するかの別の例を示す。 図10は、図7に示される比較デバイスが、図2に示されるベースバンドのエコー信号の対象のビットを、どのように図2に示されるパターン信号のパターンビットと比較するかの別の例を示す。 図11は、1つの例による、図7に示される測定デバイスによって提供される図7に示される出力信号および図2に示されるCPUデバイスによって使用されるエネルギー閾値の例を示す。 図12は、図1に示されるシステムのベースバンド処理システムの別の実施形態の回路図である。 図13は、1つの実施形態による、図2に示されるデジタル化されたエコー信号の同相(I)および直角位相(Q)の成分の投影図を示す。 図14は、1つの実施形態による、図1に示される異なるターゲットオブジェクト(104)から反射される図1に示されるエコーを識別するための技術を示す。 図15は、1つの実施形態による、アンテナの概略図である。 図16は、図1に示される感知アセンブリのフロントエンドの1つの実施形態の概略図である。 図17は、図16のライン17−17に沿った図15に示されるアンテナの1つの実施形態の断面図である。 図18は、格納システムの1つの実施形態を示す。 図19は、領域制限システムの1つの実施形態を示す。 図20は、容積制限システムの別の実施形態を示す。 図21は、可動システムの1つの実施形態の概略図である。 図22は、1つの実施例による、いくつかの物体の運動ベクトルの概略図である。 図23は、医療用の図1に示される感知アセンブリを使用する1つの例の概略図である。 図24は、図1に示されるシステムの適用の1つの例による、ヒト被験体の二次元画像である。 図25は、感知システムの別の実施形態の概略図である。 図26は、感知システムの別の実施形態の概略図である。 図27Aは、ターゲットオブジェクトからの分離距離および/またはターゲットオブジェクトの運動を感知するための方法の1つの実施形態を示す。 図27Bは、ターゲットオブジェクトからの分離距離および/またはターゲットオブジェクトの運動を感知するための方法の1つの実施形態を示す。 図28は、別の実施形態による、感知システムの概略図である。 図29は、図28に示される感知システムによって得られるターゲットオブジェクトの横方向サイズのデータを表わす概略図である。 図30は、図28および29に示される感知アセンブリおよびターゲットオブジェクトの別の図である。
本発明に記載される本主題の1つ以上の実施形態によると、システムおよび方法は、感知装置と1つ以上のターゲットとの間の距離を測定するために提供される。距離は、ターゲットから反射する送信された信号(例えば、レーダー、光、または他の信号)のフライトの時間を測定することによって決定され得る。1つの例として、既知の又は指定された送信パターン(ビットのシーケンスを表わす波形など)を含む信号が送信され、この信号のエコーが受信される。この送信パターンは、粗いステージ送信パターンとして言及することができる。エコーは、送信された信号におけるパターンを表わす情報を含み得る。例えば、エコーは、ノイズ、ターゲット以外の1つ以上のオブジェクトからの送信された信号の部分反射、およびターゲットからの反射を表わすデータのシーケンスまたはストリームを識別するために受信され、デジタル化され得る。
粗いステージ受信パターンは、送信された信号のフライトの時間を決定するために、受信エコーに基づくデジタル化されたデータストリームと比較することができる。粗いステージ受信パターンは、送信パターンと同じであり得るか、またはビット(例えば「0」および「1」)の異なる長さおよび/またはシーケンスを有することによって、送信パターンとは異なり得る。粗いステージ受信パターンは、どのデータストリームの部分が、1つ以上の他の部分よりも密接に一致するかを決定するために、デジタル化されたデータストリームの異なる部分と比較される。例えば、粗いステージ受信パターンは、粗いステージ受信パターンと一致するデータストリームの一部を識別するために、データストリームに沿って、(例えば時間に関して)変更され得る。データストリームの開始と粗いステージ受信パターンの一致する部分との間の時間遅延は、送信された信号のフライトの時間を表わし得る。フライトの時間のこの測定は、ターゲットに対する分離距離を計算するために使用され得る。下記に記載されるように、フライトの時間を測定するためのこのプロセスは、フライトの時間の粗いステージ決定として言及され得る。粗いステージ決定は、フライトの時間を測定するために、一回または数回行われ得る。例えば、送信された信号の単一の「バースト(burst)」が、フライトの時間を測定するために使用され得るか、または(同じまたは異なる送信パターンを有する)送信された信号のいくつかの「バースト」が使用され得る。
微細な(fine)ステージ決定は、粗いステージ決定に加えてまたは代わって行われ得る。微細なステージ決定は、1つ以上の追加信号(例えば「バースト」)をターゲットへと送信する工程、および信号の受信されたエコーに基づいたベースバンドのエコー信号を生成する工程を含むことができる。追加信号は、粗いステージ送信パターンと同じかまたは異なるパターンである、微細なステージ送信パターンを含み得る。微細なステージ決定は、粗いステージ決定によって(あるいはオペレーターによる入力として)測定されたフライトの時間を使用することができ、測定されたフライトの時間によって遅延される微細なステージ受信パターンを、データストリームの対応する部分と比較する。例えば、ベースバンドのエコー信号のすべてまたはかなりの部分にわたって微細なステージ受信パターンを変更する代わりに、微細なステージ受信パターン(またはその部分)は、粗いステージ決定によって測定される時間遅延に等しいまたは基づく量によって時間を変更され得る。あるいは、微細なステージ受信パターンは、ベースバンドのエコー信号のすべてまたはかなりの部分にわたって変更され得る。時間を変化された微細なステージ受信パターンは、重複(overlap)の量、または代わりに、時間をシフトされた微細なステージ受信パターンとベースバンドのエコー信号との波形間の不一致(mismatch)の量を決定するために、ベースバンドのエコー信号と比較することができる。重複または不一致のこの量は、追加の時間遅延に変換され得る。追加の時間遅延は、微細なステージの時間遅延を計算するために、粗いステージ決定によって測定された時間遅延が加えられ得る。微細なステージの時間遅延は、その後、ターゲットに対するフライトの時間および分離距離を計算するために使用され得る。
1つの実施形態では、超微細な(ultrafine)ステージ決定が、粗いステージ決定および/または微細なステージ決定に加えてまたは代わって行われ得る。超微細なステージ決定は、微細なステージ決定としてではあるが、受信パターンおよび/またはデータストリームの異なる成分を使用して、類似したプロセスに関係し得る。例えば、微細なステージ決定は、受信パターンとデータストリームとの間の重複または不一致を測定するために、受信パターンとデータストリームの同相(I)の成分またはチャネルを検査し得る。超微細なステージ決定は、受信パターンとデータストリームとの波形間の重複および不一致の追加の量を測定するために、受信パターンとデータストリームの直角位相(Q)の成分またはチャネルを使用することができる。代わりに、超微細なステージ決定は、受信パターンとデータストリームのIチャネルおよびQチャネルを別々に検査し得る。I及びQのチャネルまたは成分の使用は、1つの例の実施形態として提供される。代わりに、1つ以上の他のチャネルまたは成分が使用され得る。例えば、第1の成分またはチャネルおよび第2の成分またはチャネルは、90度以外の量によって互いに対して相を変更される場合に使用され得る。
超微細なステージ決定によって計算された重複または不一致の量は、ターゲットに対するフライトの時間および/または分離距離を決定するために、粗いステージおよび/または微細なステージからの時間遅延に加えることができる追加の時間遅延を計算するために使用することができる。代わりにまたは加えて、IチャネルとQチャネルとの波形間の重複または不一致の量は、ターゲットの運動を検出するために、エコーの相を分解するために検査され得る。
代わりにまたは加えて、超微細なステージ決定は、粗いステージ決定と類似したプロセスに関係し得る。例えば、粗いステージ決定は、本明細書に記載されるように、データストリームの異なるサブセットの相関値を決定するために、およびこれらの相関値から、対象のサブセットおよび対応するフライトの時間を決定するために、受信パターンとデータストリームのIチャネルを検査し得る。超微細なステージ決定は、データストリームの異なるサブセットの相関値を決定するために、およびこれらの相関値から、対象のサブセットおよびフライトの時間を決定するために、受信パターンとデータストリームのQチャネルを使用することができる。IチャネルおよびQチャネルからのフライトの時間は、ターゲットに対するフライトの時間および/または分離距離を計算するために組み合わせる(例えば、平均する)ことができる。超微細なステージ決定によって計算された相関値は、ターゲットに対するフライトの時間および/または分離距離を決定するために、粗いステージおよび/または微細なステージからの時間遅延に加えることができる追加の時間遅延を計算するために使用することができる。あるいはまたは加えて、IチャネルとQチャネルとの波形の相関値は、ターゲットの分離距離または運動を計算するために、エコーの相を分解するように検査することができる。
粗い、微細な、および超微細なステージ決定は、独立して(例えば、他のステージの1つ以上を行わずに)および/または一緒に行われ得る。微細なおよび超微細なステージ決定は、平行して(例えば、Iチャネルを検査する微細なステージ決定およびQチャネルを検査する超微細なステージ決定とともに)、または連続して(例えば、IチャネルおよびQチャネルの両方を検査する超微細なステージ決定とともに)行われ得る。粗いおよび超微細なステージ決定は、平行して(例えば、Iチャネルを検査する粗いステージ決定およびQチャネルを検査する超微細なステージ決定とともに)、または連続して(例えば、IチャネルおよびQチャネルの両方を検査する超微細なステージ決定とともに)行われ得る。
1つの実施形態では、受信パターンマスクは、データストリームの1つ以上の部分またはセグメントを取り除く(例えば、マスクを外す)ために、またはさもなければ変更するために、デジタル化されたデータストリームに適用され得る。マスクされたデータストリームは、その後、本明細書に記載されるように、フライトの時間を測定するために、対応するステージ決定(例えば、粗いステージ、微細なステージ、または超微細なステージ)の受信パターンと比較することができる。
1つの実施形態では、様々なパターン(例えば、粗いステージ送信パターン、微細なステージ送信パターン、粗いステージ受信パターン、微細なステージ受信パターン、および/または、受信パターンマスク)も同様であり得る。代わりに、これらのパターンの1つ以上(あるいは全て)は、互いに異なり得る。例えば、パターンの異なるものは、異なるビットのシーケンスおよび/またはシーケンスの長さを含み得る。超微細なステージで使用される様々なパターン(例えば、粗いステージ送信パターン、微細なステージ送信パターン、粗いステージ受信パターン、微細なステージ受信パターン、および/または受信パターンマスク)もまた、単独で粗いまたは微細なステージで使用されるものとは異なり得る且つ互いに異なり得る。
図1は、感知システム(100)の1つの実施形態の概略図である。システム(100)は、感知装置(102)と1つ以上のターゲット(104)との間の距離を決定するために、および/または1つ以上のターゲットオブジェクト(104)の移動を識別するために使用することができ、ここで、ターゲットオブジェクト(104)は、変わり得るまたは知られていない位置を有し得る。1つの実施形態では、感知装置(102)は、送信された信号(106)としての電磁パルスシーケンスを、エコー(108)として少なくとも部分的に反射されるターゲットオブジェクト(104)へと送信するレーダーシステムを含む。代わりに、感知装置(102)は、光を、送信された信号(106)としてのターゲットオブジェクト(104)へと送信し、エコー(108)としてターゲットオブジェクト(104)から光の反射を受信する、光検知測距(LIDAR)システムなどの、光学感知システムを含むことができる。別の実施形態では、送信の別の方法は、送信された信号(106)を送信し、エコー(108)を受信するために、ソナーなどのように使用され得る。
送信された信号(106)およびエコー(108)のフライトの時間は、送信された信号(106)の送信とターゲットオブジェクト(104)のエコー(108)の受信との間の時間遅延を表わす。フライトの時間は、感知装置(102)とターゲットオブジェクト(104)との間の距離に比例し得る。感知装置(102)は、送信された信号(106)とエコー(108)のフライトの時間を測定することができ、フライトの時間に基づいて、感知装置(102)とターゲットオブジェクト(104)との間の分離距離(110)を計算することができる。
感知システム(100)は、感知装置(102)の操作を指図する制御ユニット(112)(図1の「外部制御ユニット」)を含み得る。制御ユニット(112)は、1つ以上のプロセッサー、制御装置などの、1つ以上のロジックベースのハードウェアデバイスを含むことができる。図1に示される制御ユニット(112)は、ハードウェア(例えばプロセッサー)および/またはハードウェアのロジック(例えば、コンピューターメモリー上に保存されたコンピューターソフトウェアなどの、触知できる且つ非一時的なコンピューター可読記憶媒体上に保存されるハードウェアの操作を指示するための1セット以上の命令)を表わし得る。制御ユニット(112)は、1つ以上の有線接続および/または無線接続によって感知装置(102)と通信可能に連結され得る(例えば、データ信号を通信するように接続され得る)。制御ユニット(112)は、ビルの別の部屋で、別のビルで、別の街区で、別の街で、別の郡、州、または国、あるいは他の地理的な境界)などで、数メーター遠くに配置されることなどによって、感知装置(102)から離れて位置付けられ得る。
1つの実施形態では、制御ユニット(112)は、同じまたは異なる場所に位置付けられる、いくつかの感知アセンブリ(102)と通信可能に連結され得る。例えば、互いから離れて位置付けられる、いくつかの感知アセンブリ(102)は、共通の制御ユニット(112)と通信可能に連結され得る。制御ユニット(112)は、感知アセンブリ(102)を個々に起動する(例えば、ONにする)かまたは停止する(例えば、OFFにする)ために、感知アセンブリ(102)の各々に別々に制御メッセージを送信することができる。1つの実施形態では、制御ユニット(112)は、感知アセンブリ(102)に対して、分離距離(110)の周期的な測定を行うように、およびその後、電力を節約するためにアイドルタイムの間停止するように指示し得る。
1つの実施形態では、制御ユニット(112)は、送信された信号(106)を送信し、エコー(108)を受信するように、および/または分離距離(110)を測定するために、感知装置(102)に、起動する(例えば、ONにする)かまたは停止する(例えば、OFFにする)ように指示することができる。代わりに、制御ユニット(112)は、感知装置(102)によって測定される且つ制御ユニット(112)に通信されるように、送信された信号(106)とエコー(108)のフライトの時間に基づいて、分離距離(110)を計算し得る。制御ユニット(112)は、キーボード、電子マウス、タッチスクリーン、マイクロホン、スタイラスなどの、入力デバイス(114)、および/またはコンピューターモニター、タッチスクリーン(例えば、入力デバイス(114)と同じタッチスクリーン)、スピーカー、光などの、出力デバイス(116)と通信可能に連結され得る。入力デバイス(114)は、感知装置(102)を起動または停止するコマンドなどの、オペレーターからの入力データを受信し得る。出力デバイス(116)は、分離距離(110)および/または送信された信号(106)とエコー(108)のフライトの時間などの、情報をオペレーターに提示し得る。出力デバイス(116)はまた、インターネットなどの、通信ネットワークと接続し得る。
システム(100)の適用または使用に依存して、感知アセンブリ(102)のフォームファクターは、種々様々な異なる形状を有し得る。感知アセンブリ(102)は、外部ハウジングなどの、単一のエンクロージャー(1602)で囲まれ得る。エンクロージャー(1602)の形状は、限定されないが、電源(例えば、バッテリーおよび/または他の電力接続)のニーズ、環境保護、および/または通信デバイス(例えば、測定値を送信するまたは他の通信を送信/受信するためのネットワークデバイス)を含む因子に依存し得る。例示される実施形態では、感知アセンブリ(102)の基本形状は四角である。感知アセンブリ(102)の大きさは、3インチ×6インチ×2インチ(7.6センチメートル×15.2センチメートル×5.1センチメートル)、70mm×140mm×10mm、または別の大きさなど、比較的小さくなり得る。代わりに、感知アセンブリ(102)は、1以上の他の寸法を有し得る。
図2は、感知装置(102)の1つの実施形態の概略図である。感知装置(102)は、キャリア信号を直接変調する、比較的高速なデジタルパルスシーケンスを使用するダイレクトシーケンススペクトラム拡散のレーダーデバイスであり得る。これは、その後、送信された信号(106)としてターゲットオブジェクト(104)へと送信される。エコー(108)は、送信された信号(106)とエコー(108)のフライトの時間を決定するために、送信された信号(106)における同じパルスシーケンスと相互に関連付けられ得る。このフライトの時間は、その後、(図1に示される)分離距離(110)を計算するために使用され得る。
感知装置(102)は、フロントエンド(200)およびバックエンド(202)を含む。フロントエンド(200)は、回路、および/または送信された信号(106)を送信し、反射されたエコー(108)を受信する他のハードウェアを含み得る。バックエンド(202)は、回路、および/または送信された信号(106)のためのパルスシーケンスを形成する、またはフロントエンド(200)に、送信された信号(106)に含むためのパルスシーケンスを形成するように指示する制御信号を生成する、および/またはフロントエンド(200)によって受信されたエコー(108)を処理する(例えば、分析する)、他のハードウェアを含み得る。フロントエンド(200)およびバックエンド(202)の両方は、共通ハウジングに含まれ得る。例えば(および下記に記載されるように)、フロントエンド(200)およびバックエンド(202)は、(例えば、数センチメートルまたは数メートル以内で)互いに比較的密接し得るおよび/または同じハウジング内に包含され得る。代わりに、フロントエンド(200)は、バックエンド(202)から離れて位置付けられ得る。フロントエンド(200)および/またはバックエンド(202)の構成要素は、図2における線および/または矢印によって接続されているように概略的に示され、これは、導電接続(例えば、ワイヤー、バスなど)および/または無線接続(例えば、無線ネットワーク)を表わし得る。
フロントエンド(200)は、送信アンテナ(204)および受信アンテナ(206)を含む。送信アンテナ(204)は、送信された信号(106)をターゲットオブジェクト(104)へと送信し、受信アンテナ(206)は、ターゲットオブジェクト(104)によって少なくとも部分的に反射されるエコー(108)を受信する。1つの例として、送信アンテナ(204)は、無線周波数(RF)の電磁気信号を、24ギガヘルツ(「GHz」)±1.5GHzの周波数を有するRF信号などの、送信された信号(106)として送信し得る。代わりに、送信アンテナ(204)は、光などの、および/または別の周波数での、他のタイプの信号を送信し得る。光送信の場合には、アンテナは、レーザーまたはLEDまたは他のデバイスと交換されてもよい。受信機は、フォト検出器またはフォトダイオードと交換されてもよい。
フロントエンド(200)のフロントエンド送信機(208)(図2における「RFフロントエンド」、「送信機」、および/または「TX」)は、送信アンテナ(204)と通信可能に連結される。フロントエンド送信機(208)は、送信された信号(106)を形成し、送信アンテナ(204)が送信された信号(106)に通信する(例えば、それを送信する)ように、送信された信号(106)を送信アンテナ(204)に提供する。例示される実施形態では、フロントエンド送信機(208)は、ミキサー(210A)、(210B)および増幅器(212)を含む。代わりに、フロントエンド送信機(208)は、増幅器(212)を含まないかもしれない。ミキサー(210A)、(210B)は、発振信号(216)(例えばキャリア信号)を有するバックエンド(202)によって提供されるパルスシーケンスまたはパターンを組み合わせる(例えば、変調する)ことで、送信アンテナ(204)によって通信される、送信された信号(106)を形成する。1つの実施形態では、ミキサー(210A)、(210B)は、1つ以上の送信(TX)パターン発生器(228A)、(228B)(図2における「ベースバンド信号」)から受信されたパターン信号(230A)、(230B)と、発振信号(216)を掛け合わせる(multiply)。パターン信号(230)は、パターンコード発生器(228)によって形成されたパターンを含む。下記に記載されるように、パターン信号(230)は、既知の又は指定されたシーケンスで配されるいくつかのビットを含むことができる。
フロントエンド(200)の発振デバイス(214)(図2における「発振器」)は、ミキサー(210A)、(210B)に通信される発振信号(216)を生成する。1つの例として、発振デバイス(214)は、感知装置(102)に配置された電源(例えばバッテリー)によって、および/または(図1に示される)制御ユニット(112)によって提供されるように、発振デバイス(214)に入力される電圧信号に基づいて発振信号(216)を生成する電圧制御発振器(VCO)を含み得るまたは表わし得る。増幅器(212)は、送信された信号(106)の強度(例えば利得)を高め得る。
例示される実施形態では、ミキサー(210A)は、パターン信号(230A)の同相(I)の成分またはチャネルを受信し、パターン信号(230A)のIの成分またはチャネルを、発振信号(216)と組み合わせ、送信された信号(106)のIの成分またはチャネルを形成する。ミキサー(210B)は、パターン信号(230B)の直角位相(Q)の成分またはチャネルを受信し、パターン信号(230B)のIの成分またはチャネルを、発振信号(216)と組み合わせ、送信された信号(106)のQの成分またはチャネルを形成する。
TXベースバンド信号(230)がミキサー(210)に流れるときに、送信された信号(106)(例えば、IおよびQのチャネルの1つまたは両方)が生成される。デジタル出力ゲート(250)は、TXベースバンド信号(230)の追加された制御のためのTXパターン発生器とミキサー(210)との間で配置され得る。1つ以上の送信された信号(106)のバーストが送信アンテナ(204)によって送信された後、感知アセンブリ(102)は、ターゲットオブジェクト(104)からエコー(108)を受信するために、(例えば、送信された信号(106)の送信を含む)送信モードから受信モードに切り替わり得る。1つの実施形態では、感知アセンブリ(102)は、送信モード中にエコー(108)を受信または感知しないかもしれない、および/または受信モード中に送信された信号(106)を送信しないかもしれない。感知アセンブリ(102)が送信モードから受信モードに切り替わるときに、デジタル出力ゲート(250)は、送信信号(106)が、除去される(例えば、ゼロ強度に減らされる)時点まで送信機(208)によって生成される時間を減らすことができる。例えば、デジタル出力ゲート(250)は、(ゲート(250)によって表わされる)トライステート機能および差動の(differential)ハイパスフィルターを含むことができる。ベースバンド信号(230)がアップコンバージョンミキサー(210)に達する前に、ベースバンド信号(230)はフィルターを通り抜ける。ゲート(250)は、(図1に示される)制御ユニット(112)と通信可能に連結され得る且つ、それによって制御され得るため、その結果、送信された信号(106)(またはいくつかの送信された信号(106)のバースト)が送信される且つ感知アセンブリ(102)が、エコー(108)の受信に切り替わるときに、制御ユニット(112)は、ゲート(250)のフィルターに、トライステート(例えば、ハイインピーダンス)のモードへ入るように指示することができる。トライステートのモードが開始されたあと比較的すぐに、ゲート(250)の差動出力にわたるハイパスフィルターは、入力送信信号(106)を減少することができる。その結果、送信された信号(106)は、感知アセンブリ(102)がエコー(108)を受信するときに、送信アンテナ(204)に流れることおよび/または受信アンテナ(206)に漏れることが防がれる。
フロントエンド(200)のフロントエンド受信機(218)(「RFフロントエンド」、「受信機」、および/または「RX」)は、受信アンテナ(206)に通信可能に連結される。フロントエンド受信機(218)は、受信アンテナ(206)からエコー(108)(またはエコー(108)を表わすデータ)を表わすエコー信号(224)を受信する。エコー信号(224)は、1つの実施形態においてアナログ信号であり得る。受信アンテナ(206)は、受信されたエコー(108)に基づいてエコー信号(224)を生成し得る。例示される実施形態では、増幅器(238)は、受信アンテナ(206)とフロントエンド受信機(218)との間で配置され得る。フロントエンド受信機(218)は、増幅器(220)およびミキサー(222A)、(222B)を含むことができる。あるいは、増幅器(220)、(238)の1つ以上は提供されないかもしれない。増幅器(220)、(238)は、エコー信号(224)の強度(例えば、利得)を高めることができる。ミキサー(222A)、(222B)は、発振装置(214)からの発振信号(216)(または発振信号(216)のコピー)と組み合わさるエコー信号(224)の異なる成分またはチャネルを受信する、1つ以上の混合デバイスを含み得るか又は表わし得る。例えば、ミキサー(222A)は、アナログエコー信号(224)を発振信号(216)のI成分と組み合わせ、エコー信号(224)のI成分を、感知装置(102)のバックエンド(202)に通信される第1ベースバンドエコー信号(226A)へと抽出する(extract)。第1ベースバンドエコー信号(226A)は、ベースバンドエコー信号のIの成分またはチャネルを含み得る。ミキサー(222B)は、アナログエコー信号(224)を発振信号(216)のQ成分と組み合わせ、アナログエコー信号(224)のQ成分を、感知装置(102)のバックエンド(202)に通信される第2ベースバンドエコー信号(226B)へと抽出する。第2ベースバンドエコー信号(226B)は、ベースバンドエコー信号のQの成分またはチャネルを含むことができる。1つの実施形態では、エコー信号(226A)、(226B)は、まとめて、ベースバンドエコー信号(226)して言及され得る。1つの実施形態では、ミキサー(222A)、(222B)は、エコー信号(224)を、発振信号(216)のIおよびQの成分と掛け合わせることができ、ベースバンドエコー信号(226A)、(226B)を形成する。
感知装置(102)のバックエンド(202)は、送信された信号(106)に含むためのパターン信号(230)を生成する送信(TX)パターンコード発生器(228)を含む。送信パターンコード発生器は、送信コード発生器(228A)、(228B)を含む。例示される実施形態では、送信コード発生器(228A)は、Iの成分またはチャネルのパターン信号(230A)(図2での「I TXパターン」)を生成する一方で、送信コード発生器(228B)は、Qの成分またはチャネルのパターン信号(230B)(図2での「Q TXパターン」)を生成する。送信パターンコード発生器(228)によって生成された送信パターンは、2進ディジット、またはビットの既知の又は指定されたシーケンスを有するデジタルパルスシーケンスを含むことができる。ビットは、1または0の値、高いまたは低い、ONまたはOFF、+1または−1などの、2つの値の1つを有し得る情報の単位を含む。あるいは、ビットは、3つ以上の値の1つを有し得る情報の単位である、ディジットなどと交換されてもよい。パルスシーケンスは、(図1に示される入力デバイス(114)の使用によるなど)図1に示されるシステム(100)のオペレーターによって選択され得るか、パターンコード発生器(228)のロジックへと配線で接続され(hard−wired)得る又はプログラムされ得るか、またはさもなければ確立され得る。
送信パターンコード発生器(228)は、ビットのパターンを作成し、パターン信号(230A)、(230B)におけるパターンを、フロントエンド送信機(208)に通信する。パターン信号(230A)(230B)は、パターン信号(230)として、個々にまたはまとめて言及され得る。1つの実施形態では、パターン信号(230)は、3GHz以下の周波数で、フロントエンド送信機(208)に通信され得る。あるいは、パターン信号(230)は、より大きな周波数で、フロントエンド送信機(208)に通信され得る。送信パターンコード発生器(228)はまた、パターン信号(230)を相関装置(232)(図2での「相関器」)に通信する。例えば、パターンコード発生器(228)は、相関装置(232)へ送られるパターン信号のコピーを生成し得る。
バックエンドセクション(202)は、ハードウェア(例えば、1つ以上のプロセッサー、制御装置など)および/またはハードウェアのロジック(例えば、コンピューターメモリー上に保存されたコンピューターソフトウェアなどの、触知できる且つ非一時的なコンピューター可読記憶媒体上に保存されるハードウェアの操作を指示するための1セット以上の命令)を含むか又は表わす。RXバックエンドセクション(202B)は、パターンコード発生器(228)からパターン信号(230)を、フロントエンド受信機(200)からベースバンドエコー信号(226)(例えば、信号(226A)、(226B)の1つ以上)を受信する。RXバックエンドセクション(202B)は、分離距離(110)を決定するために、および/またはターゲットオブジェクト(104)の移動を追跡するおよび/または検出するために、ベースバンドエコー信号(226)の解析の1つ以上のステージを実行し得る。
解析のステージは、上述されるように、粗いステージ、微細なステージ、および/または超微細なステージを含むことができる。粗いステージでは、ベースバンドプロセッサー(232)は、送信された信号(106)およびエコー(108)の粗いまたは推測されるフライトの時間を決定するために、パターン信号(230)をベースバンドエコー信号(226)と比較する。例えば、ベースバンドプロセッサー(232)は、下記に記載されるように、送信された信号(106)が送信されるときの時間と、パターン信号(230)(あるいはその一部分)およびベースバンドエコー信号(226)におけるパターンが互いに一致するか又は略一致するときの時間との間の、対象の時間遅延を測定することができる。対象の時間遅延は、送信された信号(106)および対応するエコー(108)のフライトの時間の推測として使用され得る。
微細なステージでは、感知アセンブリ(102)は、パターン信号(230)の複製されたコピーを、ベースバンドエコー信号(226)と比較することができる。パターン信号(230)の複製されたコピーは、粗いステージ中に測定された対象の時間遅延によって遅延されたパターン信号(230)を含む信号でもよい。感知アセンブリ(102)は、複製されたパターン信号とベースバンドエコー信号(226)との間の重複または不一致の一時的な量または程度を決定するために、パターン信号(230)の複製されたコピーを、ベースバンドエコー信号(226)と比較する。この一時的な重複または不一致は、粗いステージから計算されたフライトの時間に加えることができるフライトの時間の追加部分を表わすことができる。1つの実施形態では、微細なステージは、ベースバンドエコー信号(226)および複製されたパターン信号のIおよび/またはQの成分を検査する。
超微細なステージでは、感知アセンブリ(102)はまた、ベースバンドエコー信号(226)および複製されたパターン信号のIおよび/またはQの成分との間の一時的な重複または不一致を決定するために、ベースバンドエコー信号(226)および複製されたパターン信号のIおよび/またはQの成分を検査することができる。ベースバンドエコー信号(226)および複製されたパターン信号のQの成分は、フライトの時間の比較的的確な推測を決定するために、(例えば、Iおよび/またはQの成分を検査することによって)粗いステージおよび微細なステージから計算されたフライトの時間に加えることができる、さらなる時間遅延を表わし得る。あるいはまたは加えて、超微細なステージは、対象のビット内のターゲットオブジェクト(104)の移動を正確に追跡および/または検出するために使用されてもよい。用語「微細な」、「超微細な」は、微細なステージが、フライトの時間(t)のより的確および/または正確な(例えば、より大きな解像度)計算および/または粗いステージに対する分離距離(110)を提供し得ること、および超微細なステージが、フライトの時間(t)のより的確および/または正確な(例えば、より大きな解像度)計算および/または微細なステージおよび粗いステージに対する分離距離(110)を提供し得ることを意味するために使用される。あるいはまたは加えて、IチャネルとQチャネルにおける波形の時間の遅れ(time lag)は、ターゲットの分離距離または運動を計算するために、エコーの相を分解するように検査することができる。
上に記載されるように、超微細なステージ決定は、粗いステージ決定と類似したプロセスに関係し得る。例えば、粗いステージ決定は、本明細書に記載されるように、データストリームの異なるサブセットの相関値を決定するために、およびこれらの相関値から、対象のサブセットおよび対応するフライトの時間を決定するために、受信パターンとデータストリームのIチャネルを検査し得る。超微細なステージ決定は、データストリームの異なるサブセットの相関値を決定するために、およびこれらの相関値から、対象のサブセットおよびフライトの時間を決定するために、受信パターンとデータストリームのIおよび/またはQのチャネルを使用することができる。IチャネルおよびQチャネルからのフライトの時間は、ターゲットに対するフライトの時間および/または分離距離を計算するために組み合わせる(例えば、平均する)ことができる。超微細なステージ決定によって計算された相関値は、ターゲットに対するフライトの時間および/または分離距離を決定するために、粗いステージおよび/または微細なステージからの時間遅延に加えることができる追加の時間遅延を計算するために使用することができる。あるいはまたは加えて、IチャネルとQチャネルとの波形の相関値は、ターゲットの分離距離または運動を計算するために、エコーの相を分解するように検査することができる。
バックエンド(202)は、第1ベースバンドプロセッサー(232A)(図2での「Iベースバンドプロセッサー」)および第2ベースバンドプロセッサー(232B)(図2での「Qベースバンドプロセッサー」)を含むことができる。第1ベースバンドプロセッサー(232A)は、エコー信号(226A)のIの成分またはチャネルを検査し得る、および第2ベースバンドプロセッサー(232B)は、エコー信号(226B)のQの成分またはチャネルを検査し得る。バックエンド(202)は、ベースバンドエコー信号(226)の解析から出力として測定信号(234)を提供することができる。1つの実施形態では、測定信号(234)は、第1ベースバンドプロセッサー(232A)からIの成分またはチャネルの測定信号(234A)および第2ベースバンドプロセッサー(232B)からのQの成分またはチャネルの測定信号(234B)を含む。測定信号(234)は、分離距離(110)および/またはフライトの時間を含み得る。合計位置の推測部(total position estimate)(260)は、制御ユニット(112)が、1つ以上の他の用途、計算などのための、および/または出力デバイス(116)(図1に示される)上のオペレーターに対する表示のための、分離距離(110)および/またはフライトの時間を表わす、データまたは情報を使用することができるように、(図1に示される)制御ユニット(112)に通信され得る。
下記に記載されるように、送信された信号(106)に送信されたパターン(例えば、ビットのパルスシーケンス)またはその一部分を含む相関窓は、ベースバンドエコー信号(226)と比較され得る。相関窓は、ベースバンドエコー信号(226)の開始を表わすベースバンドエコー信号(226)の位置から累進的に変更または遅延され得る(例えば、送信された信号(106)が送信される時間に相当するが、ベースバンドエコー信号の正確な始まりであり得る又はあり得ない時間)、および連続的に、または任意の他の順序で、ベースバンドエコー信号(226)の異なるサブセットまたは部分と比較され得る。相関窓におけるパルスシーケンスと、ベースバンドエコー信号(226)のサブセットまたは部分との間の一致の程度を表わす相関値が計算され得、対象の時間遅延(例えば、およそのフライトの時間)は、ベースバンドエコー信号(226)の開始と、1つ以上の最大の又は比較的大きな相関値との間の時間差に基づいて決定され得る。最大の又は比較的大きな相関値は、ターゲットオブジェクト(104)からの送信された信号(106)の少なくとも部分的な反射を表わし得、対象の相関値として言及され得る。
本明細書で使用されるように、用語「最大」、「最小」、およびその形態は、それぞれ、絶対的な最も大きいおよび最も小さい値に限定されない。例えば、「最大」相関値は、最も大きな潜在的な相関値を含むことができる一方で、1つ以上の他の相関値より大きい相関値を含むこともできるが、必ずしも、得ることができる最も大きな潜在的な相関値ではない。同様に、「最小」相関値は、最も小さい潜在的な相関値を含むことができる一方で、1つ以上の他の相関値より小さい相関値を含むこともできるが、必ずしも、得ることができる最も小さい潜在的な相関値ではない。
対象の時間遅延は、その後、粗いステージから分離距離(110)を計算するために使用することができる。例えば、1つの実施形態では、分離距離(110)は次のように推測され得るまたは計算され得る:
式中、dは、分離距離(110)を表わし、tは、(対象の相関値の識別に対するベースバンドエコー信号(226)の開始から計算された)対象の時間遅延を表わし、およびcは、光速を表わす。あるいは、cは、送信された信号(106)および/またはエコー(108)が、感知装置(102)とターゲットオブジェクト(104)との間の媒体を通って移動する速度を表わし得る。別の実施形態では、tおよび/またはcの値は、送信された信号(106)および/またはエコー(108)のフライトの時間が原因でない、送信された信号(106)の送信と、エコー(108)の受信との間の遅延の部分を占めるために、校正係数または他の係数によって変更され得る。
図2に示される感知アセンブリ(102)を続いて参照すると、図3Aおよび3Bは、1つの実施形態による、送信された信号(106)および対応するエコー(108)のためのフライトの時間の粗いステージ決定の概略図である。「粗い」によって、反射されたエコー(108)から生成される同じ又は異なるエコー信号(224)(図2に示される)の1つ以上のさらなる測定または解析が、フライトの時間(t)および/または分離距離(110)のより的確なおよび/または正確な測定を提供するために行われ得ることが意図される。用語「粗い」の使用は、上に記載される測定技術が不的確または不正確であることを意味するようには意図されない。上に記載されるように、パターンコード発生器(228)によって生成されたパターン、およびベースバンドエコー信号(226)は、RXバックエンド(202B)によって受信される。ベースバンドエコー信号(226)は、エコー信号(224)をベースバンド信号に変換するために、エコー信号(224)を発振信号(216)によって混合する(例えば、掛け合わせる)ことによって形成することができる。
図3Aは、(図1に示される)送信された信号(106)およびデジタル化されたエコー信号(226)を表わす、正方形の波形の送信された信号(322)を例示する。図3Aで示されるエコー信号(226)は、エコー信号(226)(例えば信号(226A))のIの成分またはチャネルを表わし得る。信号(322)、(226)は、時間を表わす水平軸(304)に沿って示される。送信された信号(322)は、送信された信号(106)に含まれるパターンを表わすパターン波形セグメント(326)を含む。例示される実施形態では、パターン波形セグメント(326)は、101011のビットパターンに対応し、ここで0は、送信された信号(322)の低値(328)を表わし、送信された信号(322)の高値(330)を表わす。低値(328)または高値(330)の各々は、ビット時間(332)上に生じる。例示される実施形態では、各パターン波形セグメント(326)は、6つのビット時間(332)に広がるように、6つのビット(例えば、6つの0sおよび1s)を含む。あるいは、パターン波形セグメント(326)の1つ以上は、低値(328)または高値(330)の異なるシーケンスを含み得る、および/または異なる数のビット時間(332)上に生じ得る。
ベースバンドエコー信号(226)は、1つの実施形態において、矩形波(例えば、低値(328)および高値(330))のシーケンスを含むが、矩形波は他の形状を有し得る。エコー信号(226)は、(図3Bに関して以下に示され、記載される)デジタルエコー信号(740)として表わされ得る。下記に記載されるように、デジタルエコー信号(740)の異なる部分またはサブセットは、対象の時間遅延、または推測されるフライトの時間を決定するために、送信された信号(106)のパターンシーケンス(例えば、パターン波形セグメント(326))と比較され得る。図3Aで示されるように、ベースバンドエコー信号(226)の矩形波(例えば、低値(328)および高値(330))は、送信された信号(322)のビット時間(332)と正確には並ばないかもしれない。
図3Bは、時間を表わす軸(304)に沿った図3Aのデジタル化されたエコー信号(740)を例示する。図3Bで示されるように、デジタル化されたエコー信号(740)は、ビット(300)、(302)のシーケンスとして概略的に示され得る。デジタル化されたエコー信号(740)における各ビット(300)、(302)は、デジタル化されたエコー信号(740)の異なる低値(328)または高値(330)(図3Aで示される)を表わすことができる。例えば、ビット(300)(例えば「0」)は、デジタル化されたエコー信号(740)の低値(328)を表わすことができ、ビット(302)(例えば「1」)は、デジタル化されたエコー信号(740)の高値(330)を表わすことができる。
ベースバンドエコー信号(226)は、軸(304)の送信時間(t)で始まる。送信時間(t)は、送信された信号(106)が感知アセンブリ(102)によって送信される時間に相当し得る。あるいは、送信時間(t)は、送信された信号(106)が送信される前または後に生じる別の時間であり得る。
ベースバンドプロセッサー(232)は、送信された信号(106)に含まれる(例えば、信号(230)における)送信パターンに類似した、パターン発生器(228)からの受信パターン信号(240)を得、受信パターン信号(240)は、図3に示されるデジタルパルスシーケンス受信パターン(306)などの、ビットのシーケンスを表わす波形信号を含み得る。ベースバンドプロセッサー(232)は、受信パターン(306)をエコー信号(226)と比較する。1つの実施形態では、受信パターン(306)は、上に記載されるように、パターンコード発生器(228)からの送信された信号(106)に含まれるビットの送信パターンのコピーである。あるいは、受信パターン(306)は、送信された信号(106)に含まれる送信パターンと異なってもよい。例えば、受信パターン(306)は、ビットの異なるシーケンスを有してもよく(例えば、ビットの異なるシーケンスを表わす、1つ以上の異なる波形を有している)、および/または送信パターンよりも長い又は短いビットのシーケンスを有してもよい。受信パターン(306)は、図3Aで示される、パターン波形セグメント(326)の1つ以上、またはその一部分によって表わされ得る。
ベースバンドプロセッサー(232)は、異なる位置で相関値(「CV」)を計算するために、デジタル化されたエコー信号(740)の異なる部分と比較される相関窓(320)として受信パターン(306)のすべて又は一部分を使用する。相関値は、デジタル化されたエコー信号(740)におけるビットの異なるサブセットにわたる、受信パターン(306)とデジタル化されたエコー信号(740)との間の異なる程度の一致を表わす。図3に例示される例において、相関窓(320)は、6つのビット(300)、(302)を含む。あるいは、相関窓(320)は、異なるビット数(300)、(302)を含んでもよい。相関装置(731)は、相関窓(320)におけるパターンを、1つを超える(または全ての)エコー信号(740)の他の部分とより密接に一致させる場所(例えば、エコー信号(226)のサブセット)を識別するために、エコー信号(740)にわたる相関窓(320)を一時的にシフトすることができる。1つの実施形態では、粗いステージ決定で操作する際に、第1ベースバンドプロセッサー(232A)は相関窓(320)を、エコー信号(226)のIの成分またはチャネルと比較する。
例えば、相関装置(731)は、相関窓(320)におけるビットを、デジタル化されたエコー信号(740)におけるビット(300)、(302)の第1サブセット(308)と比較し得る。例えば、相関装置(731)は、受信パターン(306)を、デジタル化されたエコー信号(740)の第1の6つのビット(300)、(302)と比較することができる。あるいは、相関装置(731)は、受信パターン(306)を、デジタル化されたエコー信号(740)の異なるサブセットと比較することによって始まり得る。相関装置(731)は、第1サブセット(308)におけるビット(300)、(302)のシーケンスが、どれくらい密接に受信パターン(306)におけるビット(300)、(302)のシーケンスと一致するかを決定することによって、デジタル化されたエコー信号(740)におけるビットの第1サブセット(308)に対する第1相関値を計算する。
1つの実施形態では、相関装置(731)は、第1の値(例えば、+1)を、相関窓(320)におけるビット(300)、(302)のシーケンスと一致する、相関窓(320)と比較されているデジタル化されたエコー信号(740)のサブセットにおけるそれらのビット(300)、(302)に割り当て、異なる、第2の値(例えば、−1)を、相関窓(320)におけるビット(300)、(302)のシーケンスと一致しない、検査されているデジタル化されたエコー信号(740)のサブセットにおけるそれらのビット(300)、(302)に割り当てる。あるいは、他の値が使用され得る。相関装置(731)は、その後、サブセットに対する相関値を導き出すために、デジタル化されたエコー信号(740)のサブセットに対するこれらの割り当てられた値を合計し得る。
デジタル化されたエコー信号におけるビットの第1サブセット(308)に関して、第4のビット(例えば、0)および第5のビット(例えば、1)のみが、相関窓(320)において第4のビットおよび第5のビットと一致する。第1サブセット(308)における残りの4つのビットは、相関窓(320)における対応するビットと一致しない。その結果、+1が、一致しているビットに割り当てられ、−1が、一致していないビットに割り当てられると、デジタル化されたエコー信号(740)の第1サブセット(308)に対する相関値は、−2であると計算される。一方、+1が、ビットに割り当てられ、0が、一致していないビットに割り当てられると、デジタル化されたエコー信号(740)の第1サブセット(308)に対する相関値は、+2であると計算される。上に記載されるように、他の値は、+1および/または−1の代わりに使用されてもよい。
相関装置(731)は、その後、相関窓(320)におけるビット(300)、(302)のシーケンスを、デジタル化されたエコー信号(740)の別の(例えば、後の又は続く)サブセットと比較することよって、相関窓(320)を変更する。例示される実施形態では、相関装置(731)は、別の相関値を計算するために、相関窓(320)を、デジタル化されたエコー信号(740)における第6から第7のビット(300)、(302)と比較する。図3に示されるように、相関窓(320)が比較されるサブセットは、少なくとも部分的に互いに重なり得る。例えば、相関窓(320)が比較されるサブセットの各々は、各サブセットにおける1つを除くすべてのビットによって互いに重なり得る。別の例において、サブセットの各々は、各サブセットにおけるより少ない数のビットによって、またはまったくビットがなくても互いに重なり得る。
相関装置(731)は、サブセットに対する相関値を計算するために、相関窓(320)を、デジタル化されたエコー信号(740)の異なるサブセットと比較し続け得る。上記の例を続けると、相関装置(731)は、デジタル化されたエコー信号(740)の異なるサブセットに対する図3に示される相関値を計算する。図3では、相関窓(320)は、比較されるサブセットの下に変更されて示され、相関窓(320)が比較されるサブセットの相関値は、(一致に対する+1および不一致に対する−1の値を使用して)相関窓(320)の右に示される。例示される例において示されるように、デジタル化されたエコー信号(226)における第5から第10のビット(300)、(302)に関係する相関値は、他のサブセットの1つ以上の他の相関値より大きい、または相関値の中で最大である相関値(例えば、+6)を有している。
別の実施形態では、相関窓(320)に含まれ、デジタル化されたエコー信号(740)のサブセットと比較される、受信パターン(306)は、(図1に示される)送信された信号(106)に含まれる送信パターンの、一部分および全体未満を含み得る。例えば、送信された信号(106)における送信パターンが、13(あるいは異なる数)のビット(300)、(302)のデジタルパルスシーケンスを表わす波形を含んでいると、相関装置(731)は、送信パターンに含まれる13未満(あるいは異なる数)のビット(300)、(302)を含む、受信パターン(306)を使用し得る。
1つの実施形態では、相関装置(731)は、(マスクされた受信パターンとしても言及される)相関窓(320)を形成するために、マスクを受信パターン(306)に適用することによって、全体未満の受信パターン(306)をサブセットと比較することができる。図3に示される受信パターン(306)に関して、相関装置(731)は、最後の3つのビット(300)、(302)のみが、デジタル化されたエコー信号(740)の様々なサブセットと比較されるように、受信パターン(306)から第1の3つのビット(300)、(302)を除くために、シーケンス「000111」を含むマスク(あるいは別のマスク)を、受信パターン(306)に適用してもよい。マスクは、マスクにおける各ビットを、受信パターン(306)における対応するビットと掛け合わせることによって適用され得る。1つの実施形態では、相関窓(320)がサブセットと比較されるときに、デジタル化されたエコー信号(740)におけるサブセットの各々に、同じマスクがまた適用される。
相関器(731)は、最も大きい、1つ以上の相関値より大きい、および/または対象(312)の相関値としての指定された閾値より大きい相関値を識別し得る。例証する実施例において、第5の相関値(例えば+6)は対象(312)の相関値でもよい。対象(312)の相関値に対応する、デジタル化されたエコー信号(740)におけるビットのサブセットは、対象(314)のサブセットとして識別され得る。例示される例において、対象(314)のサブセットは、デジタル化されたエコー信号(740)に第5乃至第10のビット(300)、(302)を含む。この例において、対象のサブセットの開始が、対象のサブセットを識別するために使用されると、対象の遅延は5となるであろう。対象の複数のサブセットは、(図1に示される)送信された信号(106)が、感知アセンブリ(102)から異なる分離距離(110)に位置付けられた異なるターゲットオブジェクト(104)などの、(図1に示される)複数のターゲットオブジェクト(104)から反射される場合に識別され得る。
デジタル化されたエコー信号(740)のサブセットの各々は、デジタル化されたエコー信号(740)(例えば、t)の開始と、デジタル化されたエコー信号(740)の各サブセットにおける第1のビットの始まりとの間の時間遅延(t)に関係し得る。あるいは、サブセットに関する時間遅延(t)の始まりは、別の開始時間(例えば、デジタル化されたエコー信号(740)(t)の開始の前または後の時間)から測定され得る、および/または時間遅延(t)の終わりは、中間などのサブセットにおける別の位置に、またはサブセットのまたは別のビットにあり得る。
対象のサブセットに関係する時間遅延(t)は、ターゲットオブジェクト(104)から反射される送信された信号(106)のフライトの時間(t)を表わし得る。上記の方程式#1を使用して、感知アセンブリ(102)とターゲットオブジェクト(104)との間の分離距離(110)を計算するために、フライトの時間が使用され得る。1つの実施形態では、フライトの時間(t)は、フライトの時間(t)を得るための校正係数によって変更される時間遅延などの、変更された時間遅延(t)に基づき得る。1つの例として、フライトの時間(t)は、信号の伝播および/または他の処理または分析のために(account for)修正され得る。エコー信号(224)の伝播、ベースバンドエコー信号(226)の形成、ベースバンドエコー信号(226)の伝播などは、感知アセンブリ(102)の構成要素を介して、フライトの時間(t)の計算に影響を与えることができる。ベースバンドエコー信号(226)における対象のサブセットに関係する時間遅延は、送信された信号(106)およびエコー(108)のフライトの時間を含み得、システム(100)のアナログおよびデジタルのブロック(例えば、相関装置(731)および/またはパターンコード発生器(228)および/またはミキサー(210)および/または増幅器(238))における様々な信号の伝播の時間も含み得る。
これらの構成要素を介してデータおよび信号の伝播時間を決定するために、較正ルーチンが利用され得る。測定は、既知の距離のターゲットに対してなされ得る。例えば、1つ以上の送信された信号(106)は、送信(204)および/または受信アンテナ(206)から、既知の分離距離(110)にあるターゲットオブジェクト(104)に送られ得る。送信された信号(106)に関するフライトの時間は、上に記載されるように計算され得、フライトの時間は、計算された分離距離(110)を決定するために使用され得る。実際の、既知の分離距離(110)と計算された分離距離(110)との間の違いに基づいて、感知アセンブリ(102)の構成要素を介する伝播時間に基づく測定誤差が計算され得る。この伝播時間は、その後、感知アセンブリ(102)を使用して計算される、さらなるフライトの時間を修正する(例えば、短くする)ために使用され得る。
1つの実施形態では、感知アセンブリ(102)は、送信された信号(106)のいくつかのバーストを送信し得、相関装置(731)は、送信された信号(106)の反射されたエコー(108)に基づく、デジタル化されたエコー信号(740)に対するいくつかの相関値を計算し得る。いくつかの送信された信号(106)に対する相関値は、同じ又はほぼ同じ時間遅延(t)に対して計算された相関値の、平均、中間、または他の統計的な測定の計算などによって、共通の時間遅延(t)によってグループ化され得る。他の相関値より大きい、または最も大きいグループ化された相関値は、単一の相関値および/またはバーストのみの使用に関連して、フライトの時間(t)および分離距離(110)をより正確に計算するために使用され得る。
図4は、図1に示された複数の送信信号(106)を介して計算され、平均化された相関値の一例を示す図である。相関値(400)は、時間(例えば、フライトの時間の遅れやフライトの時間)を表す横軸(402)と、相関値(400)の大きさを表す縦軸(404)と共に示されている。図4に示されるように、数個のピーク(406)、(408)が複数の相関値(400)に基づいて識別することができ、当該複数の相関値(400)は数個の送信信号(106)を介してグループ分けされる。ピーク(406)、(408)は1つ以上のターゲットオブジェクト(104)(図1に示す)に関連付けることができ、1つ以上の送信された信号(106)は当該1つ以上のターゲットオブジェクト(104)から反射する。一つ以上のピーク(406)、(408)に関連付けられた時間遅延(例えば、水平軸(402)に沿った時間)は、上述のとおり、ピーク(406)、(408)に関連付けられた一つ以上のターゲットオブジェクト(104)の分離距離(110)を計算するために使用することができる。
図5は、図2に示される感知アセンブリ(102)の別の概略図である。感知アセンブリ(102)は、無線フロントエンド(500)及び処理バックエンド(502)を含むものとして図5に示されている。無線フロントエンド(500)は、感知アセンブリ(102)のフロントエンド部(200)(図2参照)に含まれる構成要素の少なくともいくつかを含み得、処理バックエンド(502)は感知アセンブリ(102)のバックエンド(202)(図2に示される)、および/またはフロントエンド(200)の1つ以上の構成要素(図2に示されるフロントエンド送信機(208)および/または受信機(218))の少なくともいくつかを含む。
上述したように、受信されたエコー信号(224)は、回路(506)によって(例えば、図2に示すフロントエンド受信機(218)によって)調整することができ、一実施形態において、高速光通信システムに使用される回路(506)によって調整され得る。この調整は、増幅および/または量子化のみを含むことができる。信号(224)は、次いで、その後のフライト時間情報を抽出する元の送信シーケンスとの比較のために相関器(731)(後述される)に渡された信号(224)に基づいてデジタル信号を生成するデジタイザ(730)に渡すことができる。相関装置(731)及び調整回路をまとめて検知装置(102)のベースバンド処理部と呼ばれ得る。
上述したように、パターンコード発生器(228)は、パターン(例えば、デジタルパルスシーケンス)を生成し、当該パターンは、そのパターン信号(230)に伝達される。デジタルパルスシーケンスは、パルスを短くし、システム(100)(図1に示す)の正確さ及び/又は精度を上げ、非常に広い帯域で送信された無線エネルギーを拡散するために、比較的高速であり得る。パルスが充分に短い場合、帯域幅は、超広帯域(UWB)として分類されるのに充分な幅であり得る。結果として、システム(100)は、無免許で世界的に(地域差はあるが)操作のために利用できる22−27GHz_UWBバンドおよび/または3−10GHzのUWBバンドで動作させることができる。
一実施形態では、デジタルパルスシーケンスは、例えば、比較的低電力のフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)(504)などの、1つ以上のデジタル回路によって生成される。FPGA(504)は、デジタルまたは論理システムを実行するために製造後に、顧客または設計者によって設定されるように設計された集積回路であってもよい。図5に示すように、FPGA(504)は、パルスコード発生器(228)と相関装置(731)の機能を実行するように構成することができる。パルスシーケンスは1つ以上の回路(508)によってバッファリングされることができ、及び/又は、1つ以上の回路(508)によって条件付けされ、ついでフロントエンド(500)(例えば、フロントエンド送信機(208))の送信無線に直接渡される。
図6は、図2に示される感知アセンブリ(102)のフロントエンド(200)の一実施形態の概略図である。感知アセンブリ(102)のフロントエンド(200)は、代替的に、無線フロントエンド(500)(図5に示す)又は感知アセンブリ(102)の「無線」と言われ得る。一実施形態では、フロントエンド(200)は、共通の周波数基準発生器(604)(図6における「VCOチップ」)と共に、直接変換送信機(600)(図6の「TXチップ」)および受信機(602)(図6の「RXチップ」)を含む。送信機(600)は、フロントエンド送信機(208)(図2参照)を含むか、または表すことができ、受信機(602)はフロントエンド受信機(218)(図2に示す)を含むか、又は表すことができる。
共通の周波数基準発生器(604)は図2に示す発振装置(214)であるか、或いは図2に示す発振装置(214)を含むことができる。共通の周波数基準発生器(604)は、電圧制御発振器(VCO)であってもよく、当該電圧制御発振器(VCO)は発振信号(216)のような周波数基準信号を生成する。一実施形態では、基準信号(216)の周波数は、送信信号(106)(図1に示す)の指定された搬送波周波数又は所望の搬送波周波数の半分である。代替的に、基準信号(216)は、例えば、搬送波周波数と同じ周波数、キャリア周波数の整数倍または約数などの、別の周波数であり得る。
一実施形態では、基準発生器(604)は、搬送波周波数の半分の周波数の正弦波の周波数の基準信号(216)を放射する。基準信号は均等に分割され、送信機(600)及び受信機(602)に供給される。基準発生器(604)は入力された制御電圧に応じて基準信号(216)の周波数を変えることができるかもしれないが、基準発生器(604)は、基準発生器(604)に固定周波数基準信号(216)を出力させるために、固定制御電圧で動作させることができる。送信機(600)と受信機(602)との間の周波数のコヒーレンスを自動的に維持することができるので、これは許容できる。さらに、この構成では、位相ロックループ(PLL)又は他の制御構造の必要性なしに送信機(600)と受信機(602)との間のコヒーレンスを可能にすることができ、当該位相ロックループ(PLL)又は他の制御構造は感知アセンブリ(102)が動作する精度又は速度を制限し得る。別の実施形態では、PLLは、搬送波周波数を安定化させる、あるいは搬送波周波数を制御するなど、他の目的のために加えてもよい。
基準信号(216)は分割され、送信機(600)および受信機(602)に送信され得る。基準信号(216)は、上述したように、送信機(600)及び受信機(602)を駆動する。送信機(600)は送信アンテナ(204)(図2に示す)を駆動し得る(例えば、図1に示される送信信号(106)を送信するために作動させる)。受信機(602)は受信アンテナ(206)(図2参照)を介して反射エコー信号を受信することができ、当該受信アンテナ(206)は送信アンテナ(204)から分離される。これは、送信機(600)と受信機(602)との間に配置されたT/R(送信/受信)スイッチの必要性を低減することができる。送信アンテナ(204)を駆動して、送信信号(106)(図1に示される)を送信するために、送信機(600)はタイミング基準信号(216)をアップコンバート(up−convert)し、RF送信信号(606)を、送信アンテナ(204)を介して送信することができる。一実施形態では、送信機(600)の出力は、最大周波数または感知アセンブリ(102)(図1に示す)の1つまたは複数の他の周波数よりも高い周波数であってもよい。例えば、送信機(600)からの送信信号(606)は、搬送波周波数であってもよい。送信信号(606)によって発生した損失を最小化させるか、または減少させるために、この送信信号(606)は、送信アンテナ(204)に直接供給することができる。
一実施形態では、送信機(600)は、パターン発生器(604)および/またはパターンコード発生器(228)(図2に示す)から別々の同相(I)及び直角位相(Q)のデジタルパターン又はデジタル信号を取ることができる。これは、送信信号(606)の増大した柔軟性を可能にすることができるか、および/または、送信信号(606)を「オン・ザ・フライ(on the fly)」中に変更するか、または送信信号(106)の送信中に変更することができる。
上記のように、受信機(602)は、基準発生器(604)からの周波数基準信号(216)のコピーを受け取ることができる。復帰エコー(108)(図1に示されている)は、受信アンテナ(206)(図2参照)によって受信され、エコー信号(224)として受信機(602)に直接供給することができる。エコー信号(224)は、エコー信号(224)が受信機(602)に入る前に、最小限の、または比較的短い距離を伝播するので、この構成は、システムに最大値を与えるか、または増大される可能な入力信号対ノイズ比(SNR)を与えることができる。例えば、エコー信号(224)は伝搬しないか、あるいはさもなければ、送信/受信(TX/RX)スイッチなどのスイッチを介して通過する。
受信機(602)は、ベースバンド信号(例えば、図2に示すように、ベースバンドエコー信号(226))を生成するために、搬送波周波数の中心周波数スペクトルの比較的広いブロックをダウンコンバートすることができる。ベースバンド信号は、フライトの時間(t)を抽出するために、相関装置(731)(図2参照)および/または1つ以上の他の部品などの感知アセンブリ(102)のベースバンドアナログ部(図1に示す)によって処理され得る。上述したように、この受信されたエコー信号(224)は、TXパターン信号の遅延されたコピーを含む。遅延は、送信信号(106)及び対応するエコー(108)の往復、フライトの時間を表すか、及び/又は測定値であり得る。
周波数基準信号(216)は、位相は互いにシフトされるIおよびQ成分として、2つ以上の個々の信号が含有されるか、または含まれてもよい。位相がシフトした信号は、送信機(600)および受信機(602)によって内部で生成することができる。例えば、信号(216)は、2つ又はそれ以上の位相シフトされた成分(例えば、I及びQ成分又はチャネル)を含むように生成され得るか、または二つ以上の位相シフトされた成分を含むように変更される。
一実施形態では、フロントエンド(200)は、送信信号(606)とエコー信号(224)の間の比較的高い分離(isolation)を提供する。この分離は、一つ以上の方法で達成することができる。まず、送信および受信要素(例えば、送信機(600)および受信機(602))は、物理的に別々のチップ、回路、又は他のハードウェアに配置することができる。第二に、基準発生器(604)は、フィードスルーを低減することができるように、半分のキャリア周波数で動作することができる。第三に、送信機(600)及び受信機(602)は物理的に互いに分離されている専用化された(例えば、別々の)アンテナ(204)、(206)を有することができる。この分離は、そうでなければ、システム(100)に含まれ得るTX/RXスイッチの除去を可能にすることができる。TX/RXスイッチの使用を回避することも、図1に示す送信信号(106)の送信とエコー(108)の受信の間のスイッチオーバー時間を削除することができる。スイッチオーバー時間を短縮することは、システム(100)が比較的接近しているターゲットオブジェクト(104)に対して正確に及び/又はぴったりと距離を測定することができる。例えば、このスイッチオーバー時間を低減することで、送信信号(106)がエコー(108)として受信される前に、感知アセンブリ(102)が図1に示す分離距離(110)を測定するために、感知アセンブリ(102)とターゲットオブジェクト(104)の間で必要とされ得る閾値距離を減らすことができる。
図7は、図1に示されるシステム(100)のベースバンド処理システム(232)の一実施形態の回路図である。一実施形態では、ベースバンド処理システム(232)は感知アセンブリ(102)(図1に示す)に含まれるか、またはシステム(100)とは別々であるが、システム(100)と(232)の間に1つ以上の信号を通信するためにシステム(100)に動作可能に結合される。例えば、ベースバンド処理システム(232)は、エコー信号(226)(例えば、エコー信号(226A)および/または(226B))を受信するためのフロントエンド受信機218(図2に示されている)と結合することができる。例えば、システム(232)の少なくとも一部は、フロントエンドレシーバ(218)と、図7に示す制御および処理ユニット(CPU)(270)との間に配置されてもよい。ベースバンド処理システム(232)は、粗いおよび/または微細なおよび/または超微細なステージ決定を、上述のように提供することができる。
一実施形態では、システム(100)は、(図1に示す)粗いステージ決定後に送信された信号(106)内の微細な送信パターン(例えば、微細なステージ決定のための送信パターン)を含む。例えば、粗いステージを使用して、エコー信号(226)(及び/又はフライトの時間)の時間遅延を計算するために第一の送信信号(106)(及び/又は1つ又はそれ以上の送信信号(106)のバースト)の第一の送信パターンを送信した後、第2の送信パターンは、フライトの時間(またはその一部)の微細なステージ決定のための後続の第二送信信号(106)に含めることができる。粗いステージにおける送信パターンは、微細なステージにおける送信パターンと同じであってもよい。あるいは、微細なステージの送信パターンは、送信信号(106)のパルスシーケンスパターンにおける一つ以上の異なる波形又はビットを含むことなどによって、粗いステージの送信パターンとは異なる場合があり得る。
ベースバンド処理システム(232)は、エコー信号(226)(例えば、(図1に示される)フロントエンド受信機(218)からの、エコー信号(226AのI成分またはチャネル及び/又はエコー信号(226B)のQ成分またはチャネル)を受け取る。フロントエンド受信機(218)から受信されるエコー信号(226)は、図7における「IまたはQベースバンド信号」と言われる。後述するように、システム(232)は、またパターンコード発生器(228)(図2に示す)からパターン信号(728)(図7の「IまたはQ微細アライメントパターン」)を受信することができる。図2または7に示されていないが、パターンコード発生器(228)およびシステム(232)が互いに通信するために1つまたは複数の導電性経路(たとえば、バス、ワイヤ、ケーブルなど)によって結合され得る。システム(232)は、出力信号(702A)、(702B)(まとめて、または個別に、出力信号(702)と呼ばれ、図7の「IまたはQチャネルのためのデジタルエネルギーの推測」と呼ばれる)を提供することができる。一実施形態では、ベースバンド処理システム(232)は、アナログ処理系である。別の実施形態では、ベースバンド処理システム(232)は、構成要素と本質的にアナログおよび/またはデジタル信号で構成されたハイブリッドのアナログ及びデジタルのシステムである。
システム(232)によって受信されるデジタル化されたエコー信号(226)は、変換増幅器(704)(例えば、電流を電圧信号に変換するなど、ベースバンドエコー信号(226)を変換する増幅器)を用いて信号を変更するなど、ベースバンド処理システム(232)の信号調整要素によって調整され得る。一実施形態では、変換増幅器(704)は、トランスインピーダンス増幅器、又は図7に示される「TIA」を含むか、または表す。信号調整要素は第2の増幅器(706)(例えば、制限増幅器または図7の「Lim.Amp」)を含むことができる。変換増幅器(704)は比較的小さな入力信号で動作することができ、それは差分信号(708)を生成するためにシングルエンド(single−ended)(例えば、非差分)信号であり得る(また、変換増幅器(704)及び/または1つまたは複数の他の構成要素によって増幅及び/又はバッファリングされ得る)。この差分信号(708)は振幅が比較的小さくてもよい。一実施形態では、差分信号(708)は次いで、差分信号(708)の利得を増加させる第2の増幅器(706)に渡される。代替的に、変換増幅器(704)が充分に大きい(例えば、振幅および/またはエネルギーの観点から)出力差分信号(710)を生成する場合、第2の増幅器(706)は、システム(232)に含まれていなくてもよい。第2の増幅器(706)は、比較的大きな利得を提供することができ、飽和出力(710)に耐えることができる。差分信号(708)における比較的小さな入力差が、より大きい出力信号(710)を生成できるように、第2の増幅器(706)の内部に正帰還があり得る。一実施形態では、第2の増幅器(706)は、出力信号(710)を生成するために、受信した差分信号(708)の振幅を量子化する。
第2の増幅器(706)は、入力差分信号(708)と時間の符号を決定するために使用されることができ、当該時間において符号が特定の値から別の値に変化する。例えば、第2の増幅器(706)は、一実施形態では、たった1ビットの精度のアナログ−デジタル変換器として作用し得る。代替的に、第2の増幅器(706)は、比較的速い速度で差分信号(708)を周期的にサンプリングする高速アナログ‐デジタル変換器であってもよい。代替的に、ベースバンド信号(226)のタイミング情報を維持しながら、第2の増幅器は、振幅量子化器として作用することができる。第2の増幅器(706)としての制限増幅器の使用は、比較的高い利得と、比較的大きな入力ダイナミックレンジを供給することができる。結果として、制限増幅器に供給される比較的小さな差分信号(708)は、安定した(例えば、比較的高振幅および/または信号対雑音比)出力信号(710)をもたらすことができる。また、そうでなければ別の増幅器がオーバードライブされ得る(例えば、比較的高い振幅および/またはエネルギーを有する)より大きな差分信号(708)が、代わりに、制御された出力状態になり得る(例えば、リミティング制御器の制御動作)。第2の増幅器(706)は、比較的速いか、あるいはまったく回復時間がないかもしれない。その結果第2の増幅器(706)は、エラー状態または飽和状態に入り得ず、第2の増幅器706に入力される差分信号(708)に応答し続け得る。入力差分信号(708)が許容されるレベル(例えば、より低い振幅および/またはエネルギー)に戻ると、第2の増幅器(706)は、(入力差分信号(708)によって引き起こされる)オーバードライブ状態から回復のための他の増幅器に必要な時間を回避する可能性がある。第2の増幅器(706)は、このような回復時間の間に受信している入力信号を失うことを避けることができる。
出力差分信号(710)を(例えば、第2の増幅器(706)から)をスイッチ装置(712)(図7の「スイッチ」)は、出力差分信号(710)がどこで送信されるかを制御できる。例えば、イッチ装置(712)は、状態間を交互に変わり得、一つの状態で(例えば、粗い捕捉または決定状態)、スイッチ装置(712)はデジタイザ(730)に対する第1の経路(716)に沿った出力差分信号(710)に向け、ついで、相関器(731)に向ける。デジタイザ(730)は、プロセッサー、コントローラ、バッファ、デジタルゲート、遅延線、サンプラーなどの1つ以上のアナログまたはデジタルの構成要素を含み、受信した信号を、図3Bに関連して上述した、デジタルエコー信号(740)などのデジタル信号にデジタル化する。第1の経路(716)は、上述したように、フライトの時間の粗いステージの決定を提供するために使用される。一実施形態では、信号(710)は、粗いステージの決定のために、相関装置(731)に到達する前に別の増幅器(714)および/または1つ以上の他の構成要素を通過することができる。別の状態では、スイッチ装置(712)は、第2の経路(718)に沿った、異なる出力差分信号(710)を1つ以上の他の構成要素(後述する)に指示する。第2経路(718)は、例証された実施形態において、フライトの時間の微細なステージを決定するために使用される。
スイッチ装置(712)は、第1の経路(716)から第2の経路(718)への信号(例えば、出力差分信号(710)の流れの方向を交互に変え得る。スイッチ装置(712)の制御は、制御ユニット(112)(図1に示す)によって提供され得る。例えば、制御ユニット(112)は、信号が、スイッチ装置(712)を通過した後にどこを流れるのかを制御するために、制御信号をスイッチ装置(712)と通信することができる。
スイッチ装置(712)によって受信された出力差分信号(710)は第2の経路(718)の比較装置(720)に通信することができる。代替的に、スイッチ装置(712)(又は他の構成要素)は差分比較装置(720)に入力されるシングルエンド信号(710)に変換することができる。比較装置(720)は、パターン発生器(228)(図2に示す)からパターン信号(728)を受信する。受信パターン信号(728)は、図7において、「IまたはQ微細アライメントパターン」と呼ばれる。パターン信号(728)を受信すると、システム(232)によって分析されるエコー信号(226)を生成するために使用される送信信号(106)で送信される同じ送信パターンのコピーを含んでいてもよい。代替的に、受信パターン信号(728)は、システム(232)によって分析されるエコー信号(226)を生成するために使用される送信信号(106)で送信される送信信号とは異なり得る。
比較装置(720)は、スイッチ装置(712)から受信した信号を受信パターン信号(728)と比較して、エコー信号(226)と受信パターン信号(728)の違いを識別する。
一実施形態では、受信パターン信号(728)は粗いステージの決定によって識別される遅延(例えば、フライトの時間)による時間遅延によって遅延されたパターンを含む。比較装置(720)は、ついでパターン信号(728)における時間遅延パターンとエコー信号(226)(例えば、増幅器(704)、(710)によって修正された)とを比較して、時間遅延パターン信号(728)とエコー信号(226)の間で重複または不一致を識別する。
一実施形態では、比較装置(720)は比較的高速のXORゲートとして作用する制限増幅器を含むか、或いは表すことができる。「XORゲート」は、2つの信号を受信し、二つの信号が異なるとき第1の出力信号(例えば、「高」信号)を生成し、二つの信号が異ならないとき第2の出力信号(例えば、「低」信号)あるいは無信号を生成する装置を含む。
他の実施形態では、システムは粗いベースバンド処理回路(716)又は微細なベースバンド処理回路(718)を含んでもよい。この場合、スイッチ(712)も除去することができる。例えば、これは、システム全体のコストや複雑さを低減することである。別の例として、システムは、微細な精度を必要とせず、粗い回路部(716)の迅速な応答が望まれる。粗いステージ、微細なステージ、及び超微細な段階が、様々な性能基準をバランスさせるために、異なる時間で任意の組み合わせを使用することができる。インテリジェント制御は、触知できるコンピューター読み取り可能な記憶媒体(例えば、コンピュータメモリなど)に格納された(ソフトウェアモジュール又はプログラムなど)の一つ以上のセットに基づいてアセンブリ(102)を自動的に制御するプロセッサーまたはコントローラ(例えば、制御ユニット(112)など)によってオペレーターによって又は手動で提供され得る。インテリジェント制御は、手動または自動で一つ以上の他のステージからのフィードバックに基づいて、ステージが使用されるとき、および/またはれる切り替えることができる。例えば、粗い段階(例えば、フライトまたは分離距離の推定時間)からの決定に基づいて、感知アセンブリ(102)は、手動または自動で、微細な及び/又は超微細なステージに切り替え、さらにフライトまたは分離の時間を絞り込み、および/またはターゲットオブジェクト(104)の動きを監視する。
図7を引き続き参照すると、図8は、一実施形態において比較装置(720)が、時間遅延パターン信号(728)の部分(802)と、ベースバンドエコー信号(226)の部分(800)とを比較する方法の一例を示す模式図である。パターン信号(728)とエコー信号(226)の一部(800)、(802)だけが示されているが、比較装置(720)は、パターン信号(728)と、さらなるエコー信号(226)或いはすべてを比較することができる。エコー信号(226)の一部(800)およびパターン信号(728)の一部(802)は互いに及び時間を示す横軸(804)上に配されて示されている。出力信号(806)は、比較装置(720)から出力される信号を表す。出力信号(806)は、エコー信号(226)の部分(800)とパターン信号(728)の部分(802)との間の差(例えば、時間のずれ、重複量、又は他の尺度)を表す。比較装置(720)は、シングルエンド出力信号(806)又は出力信号(806)(図8に示すように、構成要素(806A)および(806B)を有する)として差分信号を出力することができる。
一実施形態では、比較装置(720)は、エコー信号(226)の部分(800)と時間遅延パターン信号(728)の部分(802)の違いに基づいて出力信号(806)を発生する。例えば、両方の部分(800)、(802)の大きさ又は振幅が「高」(例えば、正の値)である場合、或いは両方の部分(800)、(802)の大きさ又は振幅が「低」(例えば、零又は負の値)、比較装置(720)は、第1の値を持つように出力信号(806)を生成することができる。図示の例では、この第1の値は零である。両方の部分(800)、(802)の大きさ又は振幅が異なるとき(例えば、一方が高い値を有し、他方が零又は低い値を有する)、比較装置(720)は、高い値などの第二の値を有する出力信号(806)を生成し得る。
図8の例において、エコー信号(226)の部分(800)およびパターン信号(728)の部分(802)は、時間間隔(808)と(810)を除いて、同一または類似の値を有する。これらの時間間隔(808)と(810)の間で、比較装置(720)は、「高」値を持つように出力信号(806)を生成する。これらの時間間隔(808)と(810)の各々は、部分(800)と部分(802)の間の時間のずれ、又は遅延を表すことができる。他の時間間隔の間、比較装置(720)は、図8に示すように、例えば「低」または零の値などの異なる値を持つように出力信号(806)を生成する。類似した出力信号(806)は、エコー信号(226)とパターン信号(728)の他の部分に対して生成することができる。
図9は、比較装置(720)がパターン信号(728)の部分(902)と、ベースバンドエコー信号(226)の部分(900)とを比較する方法の他の例を示す図である。部分(900)、(902)は、時間間隔(904)、(906)を除いて、同一または類似した値を有する。これらの時間間隔(904)と(906)の間で、比較装置(720)は、「高」値を持つように出力信号(806)を生成する。他の時間間隔の間、比較装置(720)は、例えば、「低」または零値と異なる値を持つように出力信号(806)を生成する。上述したように、比較装置(720)は、出力信号(806)の追加の部分又は波形を生成するパターン信号(728)とベースバンド信号(226)の追加の部分とを比較することができる。
図10は、比較装置(720)がパターン(230)の信号の部分(1002)とベースバンドエコー信号(226)の部分(1000)とを比較する方法の他の例を示す図である。部分(1000)、(1002)は、図10に示すように、経時的に同一または類似の値を有する。その結果、比較装置(720)によって生成される出力信号(806)は、部分(1000)、(1002)における差を表す任意の「高」値を含まない。上述したように、比較装置(720)は、出力信号(806)の追加の部分又は波形を生成するパターン信号(728)をベースバンド信号(226)の追加の部分と比較することができる。図8、図9及び図10に示される出力信号(806)は、実施例としてのみ提供され、本明細書に開示される全ての実施形態に制限するように意図されていない。
比較装置(720)によって生成された出力信号(806)は、ベースバンドエコー信号(226)と粗いステージ測定により測定されたフライトの時間または時間遅延によって遅延されるパターン信号(728)との間の一時的な不整合を表す。一時的な不整合が、分離距離(110)(図1に示す)を決定するために、送信信号(106)(図1に示す)とエコー(108)(図1参照)のフライトの時間の追加の部分であり得る。
ベースバンド信号(226)とパターン信号(728)との間の一時的な不整合を時間のずれと呼ばれ得る。時間のずれは、時間間隔(808)、(810)、(904)、(906)で表すことができる。例えば、図8のデータストリーム(226)の時間のずれは、時間間隔(808)又は(810)、若しくはベースバンド信号(226)の部分(802)がパターン信号(728)の部分(800)の後(ラグ(lag))に追従する時間によって含まれる時間であり得る。同様に、ベースバンド信号(226)の部分(902)の時間のずれは、時間間隔(904)又は(906)であってもよい。図10に示す例については、ベースバンド信号の部分(1000)は、パターン信号(728)の部分(1002)に遅れてはいない。上述したように、いくつかの時間のずれは、時間遅延パターン信号(728)とベースバンド信号(226)のより多くを比較することによって測定することができる。
ベースバンド信号(226)と時間遅延パターン信号との間の一時的な不整合を測定するために、出力信号(806)は、変換装置(720)から一つ以上のフィルタ(722)へ伝達されてもよい。一実施形態では、フィルタ(722)は、低域通過フィルターである。フィルタ(722)は、信号出力信号(806)のエネルギーに比例するエネルギー信号(724)を生成する。出力信号(806)のエネルギーは、出力信号(806)の波形(812)、(910)の大きさ(例えば、幅)で表される。ベースバンド信号(226)及びパターン信号(728)の間の一時的な不整合が増加すると、波形(812)、(910)の大きさ(とエネルギー)が大きくなる。結果として、エネルギー信号(724)によって搬送または通信される振幅および/またはエネルギーが増加する。逆に、ベースバンド信号(226)及び時間遅延パターン信号(728)の間の一時的な不整合が減少すると、波形(812)、(910)の大きさおよび/または振幅および/またはエネルギーも減少する。その結果、エネルギー信号(724)によって搬送又は通信されるエネルギーは減少する。
別の例として、ベースバンド信号(226)及び時間遅延パターン信号(728)が同一であるとき「低」信号を生成し、ベースバンド信号(226)及び時間遅延パターン信号(728)が異なるとき「高」信号を生成するXNOR比較装置などの反対の極性を用いて、上記システムは実施することができる。この例では、ベースバンド信号(226)及びパターン信号(728)の間の一時的な不整合が増加すると、波形(812)、(910)の大きさ(及びエネルギー)が増加する。結果として、エネルギー信号(724)によって搬送またはが通信される振幅および/またはエネルギーが減少する。逆に、ベースバンド信号(226と時間遅延パターン信号(728)の間の一時的な不整合が減少すると、波形(812)、(910)の大きさ、振幅、および/またはエネルギーも増加する。その結果、エネルギー信号(724)によって搬送または通信されるエネルギーは増加する。
エネルギー信号(724)は、測定装置(726)(図7の「ADC」)に通信することができる。測定デバイス(726)は、エネルギー信号(724)のエネルギーを測定することができる。測定されたエネルギーは、ついで、ベースバンド信号(226)と時間遅延パターン信号(728)との間の一時的な不整合によって表されるフライトの時間の追加部分を決定するために使用することができる。一実施形態では、測定装置(726)は、エネルギー信号(724)のエネルギーを測定するために、エネルギー信号(724)のエネルギー及び/又は振幅を周期的にサンプリングする。例えば、測定装置(726)は、アナログ・デジタル変換器(ADC)を含むか、或いは表し、エコー信号(226)とパターン信号(728)の間の整合(又は不整合)を測定又は推定するために、エネルギー信号(724)の振幅および/またはエネルギーをサンプリングする。サンプリングされたエネルギーは、制御ユニット(112)又は他の出力装置または要素(図7の「IまたはQチャネル用のデジタルエネルギー推測部」として示される)への出力信号(702)として測定装置(726)によって通信することができる。
制御ユニット(112)(または出力信号(710)を受信する他の要素)は、エネルギー信号(724)が測定されたエネルギーを調べ、ベースバンド信号(226)と時間遅延パターン信号(728)との間に一時的な不整合で表されるフライトの時間の追加部分を計算することができる。制御ユニット(112)は、一時的な不整合に関連付けられている分離距離(110)の追加部分を計算することができる。一実施形態では、制御ユニット(112)は、測定されたエネルギーと1つ以上のエネルギー閾値とを比較する。異なるエネルギー閾値は、異なる量の一時的な整合と関連付けることができる。比較に基づいて、一時的な不整合が識別することができ、上述の粗いステージの決定を用いて算出されたフライトの時間に加えた。分離距離(110)は、ついでフライトの時間の粗いステージの決定と微細なステージの決定のフライトの時間の追加部分の組み合わせに基づいて算出し得る。
図11は、一実施例に従う、測定装置(726)と、制御ユニット(112)又は他の構成要素若しくは装置(図2に示す)に供給される出力信号の例である。出力信号(702)は、時間を表す水平軸(1102)とどのエネルギーを表す垂直軸(1104)と共に示されている。もしあれば、いくつかのエネルギー閾値(1106)は水平軸(1102)上に示されている。8つの出力信号(724A−724H)と8つのエネルギー閾値(1106A−1106H)が示されているが、代替的に、異なる数の出力信号(724)および/またはエネルギー閾値(1106)が使用されてもよい。
測定装置(726)はエネルギーデータ出力信号(702)を生成するためにエネルギー信号(724)をデジタル化し得る。出力信号(702)がCPU(270)によって測定装置(726)(図7に示されている)から受信されると、出力信号(706)はエネルギー閾値(1106)を超えている出力信号(702)があるか否かを決定するためにエネルギー閾値(1106)と比較される。例えば、出力信号(702A)に関連付けられたエネルギーより小さいエネルギー(例えば、下位の大きさ)を有する出力信号(702)が閾値(1106)を超えず、一方で出力信号(702A)が閾値(1106A)に接近或いは達する。出力信号702Bは、閾値1106Aを超えるように決定されるが、閾値(1106B)を超えないように決定される。図11に示すように、他の出力信号702は、いくつかの閾値(1106)を超え得るが、他の閾値(1106)を超えない。
一実施形態では、異なるエネルギー閾値(1106)はエコー信号(226)と時間遅延パターン信号(728)との間の異なる一時的な不整合に関連付けられる。例えば、エネルギー閾値(1106A)は、100ピコ秒の一時的不整合を表すことができ、エネルギー閾値(1106B)は、150ピコ秒の一時的な不整合を表すことができ、エネルギー閾値(1106C)は、200ピコ秒の一時的な不整合を表すことができ、エネルギー閾値(1106D)は、250ピコ秒の一時的な不整合を表すことができる、など。たとえば、(724B)は図8に示される状況の結果であり、(724E)は図9の状況の結果であり得る。
出力信号(702)の測定されたエネルギーは閾値(1106)と比較することができ、測定されたエネルギーが閾値(1106)のうちの1つ以上を超えたかどうかを決定する。出力信号(702)のエネルギーに接近又は到達若しくは表される最大の閾値(1106)に関連付けられている一時的な不整合は、エコー信号(226)および時間遅延パターン信号(728)との間の一時的な不整合として識別することができる。一実施形態では、一時的な不整合は、閾値(1106A)よりも小さいエネルギーを有するか又は閾値(1106A)よりも小さいエネルギーを表す出力信号(702)のために識別され得る。
エネルギー閾値(1106)は、感知アセンブリ(102)(図1に示す)から公知の分離距離(110)をターゲットオブジェクト(104)(図1に示す)に位置づけ、出力信号(702)によって表され又は到達し若しくは接近されるエネルギーのレベルを観察することによって確立され得る。
フライトの時間の微細なステージの決定を行うことの追加又は代替として、超微細ステージ(例えば、解像度を増加させる)は、フライトの時間測定を精製する(その解像度を増加させる)、運動を追跡する、および/またはターゲットオブジェクト(104)(図1参照)の移動を検知するために使用され得る。一実施形態では、超微細なステージが様々な要素または微細なステージ(226)と同一かまたは異なるエコー信号の成分又はチャネルと比較することを含む。例えば、一実施形態では、粗いステージの決定は、上記のように一つ以上の送信信号(106)の、第1のセットまたはバーストの送信から受信されたエコー(108)に基づいてエコー信号(226)からフライトの時間を測定することができる。微細なステージの決定は、(送信された信号(106)の第1のセット又はバーストと同じか又は異なる送信を使用し得る)、その後の1以上の第2のセット又はバーストの送信から受信されたエコー(108)に基づいてエコー信号(226)間の一時的な不整合または重複の量を測定することができる。微細なステージの決定は、送信された信号(106)の第2のセット又はバーストからのエコー信号(226)と、上述のとおり粗いステージによって測定されたフライトの時間によって遅延した時間として受信したパターン信号(粗いステージの決定によって使用されるものと同一または異なる受信パターンであり得る)との間の一時的な不整合を測定し得る。一実施形態では、微細なステージの決定は、エコー信号(226)のIおよび/またはQ成分若しくはチャンネルを検査する。超微細なステージの決定は微細なステージの決定として、送信された信号(106)の第二セットまたはバーストからのエコー信号(226)、又は送信された信号(106)のその後の第3のセットからのエコー信号(226)の一時的な不整合を測定することができる。超微細なステージの決定は、エコー信号(226)と受信パターン信号との間の一時的な不整合(微細なステージの決定で使用される受信パターン信号と同じか異なっている)を測定することができ、これは粗いステージで測定されたフライトの時間だけ時間遅延される。一実施形態では、超微細のステージはIおよび/またはQ成分若しくはチャネルの一時的な不整合を測定する一方で、微細なステージは、エコー信号(226)と同じか異なる信号のQ及び/又はI成分又はチャネルの一時的な不整合を測定する。I成分の一時的な不整合は、出力信号(702)として(上述のとおり)制御ユニット(112)(又は他の構成要素又は装置)に通信され、一方でQ成分の一時的な不整合は、出力信号(1228)として制御ユニット(112)(又は他の構成要素または装置)に通信され得る。代替的に又は付加的に、IチャネルとQチャネルの波形の時間のずれは、分離距離やターゲットの動きを計算するために、エコーの位相を解決するために調べることができる。
上述したように、超微細のステージの決定が代替的にまたは追加的に粗いステージの決定と同様のプロセスを含むことができる。例えば、粗いステージの決定の受信パターンのIチャネル及びデータストリームの異なるサブセットの相関値を決定するために、データストリームを検査され得る。当該相関値から、対象に対応するタイムオブフライトのサブセットを決定する。超微細なステージの決定は、受信パターンのQチャネルとデータストリームの異なるサブセットの相関値を決定するためにデータストリームを使用して、それらの相関値から、対象に対応するタイムオブフライトのサブセットを決定することができる。IチャネルとQチャネルのタイムオブフライトは、ターゲットへのフライトの時間及び/又は分離距離の時間を計算するために組み合わせる(例えば、平均化する)ことができる。超微細なステージの決定により算出された相関値が、ターゲットへのフライトの時間および/または分離距離の時間を決定するために粗いステージおよび/または微細なステージからの時間遅延に加えることができる付加的な時間遅延を計算するために使用することができる。代替的に又は付加的に、IチャネルとQチャネルの波形の相関値は、分離距離やターゲットの動きを計算するために、エコーの位相を解決するために調べることができる。
図12は、図1に示すシステム(100)のベースバンド処理システム(1200)の別の実施形態の回路図である。一実施形態では、ベースバンド処理システム(1200)は、ベースバンド処理システム(232)(図7に示す)に類似している。例えば、ベースバンド処理システム(1200)は、感知アセンブリ(102)のフロントエンド受信機(218)、パターンコード発生器(228)、および/またはベースバンドプロセッサ(232)に結合されることによって感知アセンブリ102(図1に示す)に含まれてもよい。ベースバンド処理システム(1200)は、ベースバンドエコー信号(226)とパターン信号のI成分およびQ成分が処理および分析のために通って流れることができる2つ以上の並列の経路(1202)、(1204)を含む。例えば、第1の経路(1202)は、エコー信号(224)およびベースバンドエコー信号(226)のI成分を処理し、分析することができ、第2の経路(1204)は、エコー信号(224)およびベースバンドエコー信号(226)のQ成分を処理し、分析することができる。例証された実施形態では、経路(1202)、(1204)の各々は、上記ベースバンド処理システム(232)を含む。代替的に、経路(1202)、(1204)のうちの1つ以上は、信号を処理および/または解析するための1つ以上の他の構成要素を含んでもよい。別の実施形態では、単一の経路(1202)、(1204)だけが、ベースバンドエコー信号(224)および/またはベースバンドエコー信号(226)の複数の異なる構成要素を処理および/または分析することができる。たとえば、経路(1202)は、第1の時間間隔の間に信号(224)および/または(226)のI成分を検査し、ついで異なる(例えば、後続又は先行する)第2の時間間隔の間、信号(224)および/または(226)のQ成分を検査することができる。
動作中、エコー信号(224)はフロントエンド受信機(218)によって受信され、別個のI信号(1206)およびQ信号(1208)(本明細書ではIおよびQチャンネルともいう)に分離される。それぞれ別個のI信号(1206)およびQ信号(1208)は、エコー信号(224)の対応するI成分またはQ成分が含まれており、図7に示すベースバンド処理システム(232)に関連して上述した信号と同様に処理し、分析することができる。例えば、I信号(1206)及びQ信号(1208)のそれぞれが、差分信号(図7に示す信号(708)に類似している)を他の変換増幅器(1212)(図7の変換増幅器(706)に類似している)に出力するように、各経路(1202)、(1204)において変換増幅器(1210)(変換増幅器(704)に類似している)によって受信および/または増幅することができる。増幅器(1212)は、スイッチ装置(1214)の供給される増加した利得(例えば、図7に示す信号(710)と同様)を有する信号を生成することができる。スイッチ装置(1214)は、スイッチ装置(712)(図7に示す)と同様とすることができ、フライトの時間の粗いステージの識別のために、上記の通り、増幅器(1212)から増幅器(1216)(図7に示す増幅器(714)と同様であってもよい)および/または相関装置(232)までの信号を通信することができる。
スイッチ装置(712)(図7に示す)に関連して、上記のものと同様に、スイッチ装置(1214)は、信号を、増幅器(1212)から、比較装置(1218)(図7に示す比較装置(720)と同様でもよい)、フィルター(1220)(図7に示されたフィルタ(722)と同様であり得る)、および測定装置(1222)(図7に示した測定装置(726)と同様であり得る)へ向けることができる。比較装置(1218)は、おのおののパターンコード発生器(228)からの受信パターン信号のさまざまな成分を受け取ることができる。例えば、第1の経路(1202)の比較装置(1218)は、微細なステージのためのパターン信号のI成分を受け取ることができ、第2の経路(1202)の比較装置(1218)は、超微細なステージのための受信パターン信号のQ成分を受け取ることができる。比較装置(1218)は、上述したことに類似して、受信パターン信号とI成分(1224)またはQ成分(1226)の間の一時的な不整合を表す出力信号を生成する。例えば、第1の経路(1202)における比較装置(1218)は、ベースバンドエコー信号(226)のI成分と時間遅延受信パターン信号のI成分との間の一時的な不整合を表す(例えば、比例して)エネルギーを有する信号を出力することができる。第2の経路(1204)における比較装置(1218)は、ベースバンドエコー信号(226)のQ成分と、時間遅延パターン信号(728)のQ成分との間の一時的な不整合を表すエネルギーを有する別の信号を出力することができる。代替的に、I動作とQ動作の間で共有することができる、図7に示すような単一の経路(700があってもよい)。これは、ベースバンドエコー信号(226A)と(226B)のI成分及びQ成分の間に交互に供給するか、或いは切り替えることによって達成することができる。
上述したように、比較装置(1218)から出力される信号のエネルギーは、フィルタ(1220)を通過することができ、エコー信号とパターン受信信号のI成分およびQ成分に関連付けられている一時的な不整合をそれぞれ決定するために、測定装置(1222)によって測定される。これらの一時的な不整合を一緒に加え、粗いステージの決定手段によって決定されるフライトの時間に加えることができる。粗いステージの一時的な不整合の決定のフライトの時間の総和の分離距離(110)(図1に示すように)を、上述したように計算するためにベースバンドプロセッサ(232)によって使用することができる。エコー信号及び時間遅延パターン信号のI成分およびQ成分が互いに約90度だけ位相シフトされているので、I成分及びQ成分を別々に検討することで、以下の式2にしたがって戻り信号(108)の搬送位相の計算が可能になり、送信信号(106)とエコー(108)の搬送信号の波長の1/8又はより良い(より小さい)大きさの分解能を提供することができる。代替的に、90度以外の量によって分離される3種以上の成分が存在し得る。
一実施形態では、上述した超微細なステージの決定は、分離距離(110)(図1に示す)を変更する比較的小さな動きを決定するために使用することができる。例えば、超微細なステージは、ベースバンドエコー信号(226)の対象のサブセットに関連付けられた分離距離(110)の一部内に比較的小さな動きを識別するために使用することができる。
図13は、一実施形態による、ベースバンドエコー信号(226)のI及びQ成分の予測を示す図である。超微細なステージの決定は、ベクトルに対してベースバンド上にエコー信号(226)のI成分およびQ成分の特性を投影するベースバンドプロセッサー(232)(図2に示す)を含むことができる。図13に示すように、ベクトル(1300)は、水平軸(1302)、縦軸(1304)に沿って示されている。データ信号(234)、(702)、(1228)、(260)、または他の信号若しくは当該信号のいくつか又はすべての組み合わせの検査によるバックエンド(202)または制御ユニット(112)若しくは他の処理装置または計算装置は、水平軸(1302)に沿ったエコー信号のI成分の特性(例えば、振幅)の投影として、及び縦軸(1304)に沿ったエコー信号のQ成分の特性(例えば、振幅)の投影としてベクトル(1300)を決定し得る。例えば、ベクトル(1300)は、エコー信号のI成分を表す量だけ水平軸(1302)に沿った位置まで、及びエコー信号のQ成分の振幅を表す量だけ縦軸に沿った位置まで延長し得る。搬送波の位相は、次のように計算することができる。
ここで、φは相であり、IはI投影(1320)であり、QはQ投影(1321)である。搬送位相又は搬送波位相の変化は、以下の式を通し距離、又は距離または変化を計算するために使用することができる。
ここで、λは搬送波周波数の波長であり、φは位相であり、上記式2から算出される度で表される。
ベースバンドプロセッサー(232)(図2に示す)は、追加の送信信号(106)(図1に示されている)から受信されたエコー(108)(図1参照)に基づいて、追加のベクトル(1306)、(1308)を決定することができる。ベクトル(1306)またはベクトル(1308)へのベクトル(1300)の変化に基づいて、ベースバンドプロセッサ(232)は、対象のサブセットに関連付けられている分離距離(110)(図1参照)の部分内のターゲットオブジェクト(104)(図1参照)の動きを識別することができる。例えば、ベクトル(1306)の位置に向かう反時計方向(1310)のベクトル(1300)の回転は、図1に示される感知アセンブリ(102)に向かうターゲットオブジェクト(104)の動き(またはターゲットオブジェクト(104)に向かう感知アセンブリ(102)の動き)を表し得る。ベクトル(1308)の位置に向かう時計回り方向(1312)におけるベクトル(1300)の回転が、感知アセンブリ(102)から離れるターゲットオブジェクト(104)の動き(又はターゲットオブジェクト(104)に向かう感知アセンブリ(102)の動き)を表すことができる。代替的に、反時計回りの方向(1310)のベクトル(1300)の動きが、感知アセンブリ(102)から離れるターゲットオブジェクト(104)の動き(またはターゲットオブジェクト(104)に向かって感知アセンブリ(102)の動き)を表すことができる一方で、ベクトル(1300)の時計回り方向(1312)の動きは、図1に示すように感知アセンブリ(102)に向かうターゲットオブジェクト(104)の動き(又はターゲットオブジェクト(104)に向かう感知アセンブリ(102)の動き)を表すことができる。相関装置(232)は、検出装置(102)に向かうように、或いは検出装置(103)から離れるようにターゲットオブジェクト(104)を動かすことによって較正することができ、どの方向に動かすことで時計方向(1312)または反時計回り方向(1310)にベクトル(1300)の回転に帰着するのかを決定する。
上述の粗い、微細な、および/または超微細なステージの決定は、様々な組み合わせで使用することができる。例えば、検出装置(102)(図1に示す)からターゲットオブジェクト(104)(図1に示されている)までの凡その距離(図1に示す)が知られていない場合でも、粗いステージの決定が、分離距離(110)を計算するために使用することができる。代替的に、粗いステージは分離距離(110)のより正確な計算を得るために、微細なおよび/または超微細なステージの決定で使用することができる。粗いステージ、微細なステージ、超微細なステージが、様々な性能メトリックをバランスさせるために、異なる時間で任意の組み合わせで使用することができる。
別の例として、分離距離(110)(図1参照)が知られている場合は、微細なステージまたは超微細なステージの決定は、まず粗いステージの決定を使用して、対象のビットを、識別を必要とせずに活性化することができる。例えば、システム(100)(図1に示す)は「トラッキング」モードであってもよく、初期の既知の分離距離(110)からの更新が微細および/または超微細な状態の決定を用いて識別および/または記録されている。
図1に示すシステム(100)の説明に戻ると、別の実施形態では、システム(100)は、様々なターゲットオブジェクト(104)から反射されたエコー(108)同士の間で識別する。例えば、システム(100)のいくつかの用途では、送信された信号(106)は、複数のターゲットオブジェクト(104)から反射される。ターゲットオブジェクト(104)が感知アセンブリ(102)から別の分離距離(110)に位置している場合、単一のベースバンドエコー信号(226)(図2に示す)は、異なるターゲットオブジェクト(104)からのエコーを表すビットの複数のシーケンスを表すことができる。後述するように、マスクは、ベースバンドエコー信号(226)と異なるターゲットオブジェクト(104)を区別するために、ベースバンドエコー信号(226)と、比較される相関窓内のパターンに適用することができる。
図14は、一実施形態による異なるターゲットオブジェクト(104)(図1に示す)から反射される、エコー(108)(図1に示す)を区別するための技術を示す。図1に示された第1の送信信号(106)(又は第1の送信信号(106)のシリーズ)が複数のターゲットオブジェクト(104)から反射するとき、パターン信号(230)(図2に示す)中のデジタルパルスシーケンス(例えば、ビットパターン)は、第2の送信信号(106)(又は第2の送信信号(106)のシリーズ)の伝送のために、第1の送信信号(106)におけるデジタルパルスシーケンスに対して変更することができる。第2の送信信号(106)のエコー(108)と、対応するベースバンドエコー信号(226)(図2参照)は、複数のターゲットオブジェクト(104)を区別するために(異なるターゲットオブジェクト(104)と、関連付けられた異なるフライトの時間および/または分離距離(110)を計算するために)、修正されたデジタルパルスシーケンスと比較することができる。
図14の第1のデジタル化されたエコー信号(1400)は、送信信号(106)(図1に示す)が感知アセンブリ(102)(図1に示す)から第1の分離距離(110)(図1に示す)で、第1のターゲットオブジェクト(104)から反射するときに、生成され得るビットのシーケンスを表す。第2のデジタル化されたエコー信号(1402)は、送信信号(106)が検知アセンブリ(102)とは異なる第2の分離距離(110)である、異なる第2のターゲットオブジェクト(104)が反射したときに生成され得るビットのシーケンスを示す。デジタル化されたエコー信号(1400)、(1402)を別々に生成する代わりに、検知アセンブリ(102)は、エコー(108)とは異なるターゲットオブジェクト(104)からのエコー(108)の組み合わせを表す結合されたデジタル化されたエコー信号(1404)を生成することができる。結合されたデジタル化されたエコー信号(1404)は、デジタル化されたエコー信号(1400)、(1402)の組み合わせを表すことができる。
相関窓(1406)は、それぞれのターゲットオブジェクト(104)(図1に示す)へのフライトの時間を決定するために対象のサブセット(1408)、(1410)などの、対象のサブセットを決定すべくデジタル化されたエコー信号(1401)、(1402)のいずれかと比較することができるビットのシーケンス(1414)を含む。しかしながら、ターゲットオブジェクト(104)からエコー(108)(図1に示す)が結合され、結合されたデジタル化されたエコー信号(1404)が生成されると、相関窓(1406)は1以上の複数のターゲットオブジェクト(104)へのフライトの時間を決定するには不正確か、或いは決定することができない。例えば、デジタル化されたエコー信号(1400)、(1402)のそれぞれとの相関窓(1406)の別個の比較は、サブセット(1408)、(1410)に対して算出される+6の相関値をもたらし得る一方で、デジタル化されたエコー信号(1404)に対する相関窓(1406)の比較は、結合されたデジタルエコー信号における第1ビット乃至第6ビット、第3ビット乃至第8ビット、及び第7ビット乃至第12ビットを含むサブセットに対して+5、+4、及び+4の相関値になり得る。その結果、ベースバンドプロセッサ(232)は、(図2に示す)は、異なるターゲットオブジェクト(104)(図1に示す)を区別することができない。
一実施形態では、マスク(1412)は、相関窓(1406)内のビットのシーケンス(1414)を変更するために相関窓(1406)におけるビットのシーケンス(1414)に適用することができる。マスク(1412)は相関窓(1406)の1以上のビットの値を削除又は変更することができる。マスク(1412)は、相関窓(1406)のビットのシーケンス(1414)と異なるビットのシーケンスのシーケンス1420を有する修正された相関窓(1418)を生成する相関窓(1406)(例えば、ビットの値を乗算することによって)に適用されるビットのシーケンス(1416)を含むことができる。例証された例では、マスク(1412)は、最初の3ビット(“101”)の第一の部分と、最後の3ビット(“000”)の第二の部分を含む。代替的に、異なるビットのシーケンスおよび/または異なる長さのビットのシーケンスを有する別のマスク(1412)を用いることができる。相関窓(1406)にマスク(1412)を適用すると、相関窓(1406)のビットのシーケンス(1414)の最後の3ビット(“011”)がなくなります。その結果、修正された相関窓(1418)の最初の3ビット(“101”)だけを含んでいる。別の実施形態では、マスク(1412)は、相関窓(1406)に付加ビットを付加する、及び/又は相関窓(1406)のビットの値を変化する。
修正された相関窓(1418)内のビットのシーケンス(1420)はパターン信号(230)(図2に示す)のビットのシーケンスを変更するために使用することができ、当該パターン信号(230)は送信信号(106)(図1に示す)に含めるために送信機に伝達される。例えば、デジタル化され、合成信号を受信し、異なるターゲットオブジェクト(104)(図1に示す)間に見分けることができない後、ターゲットオブジェクト(104)に向けて送信されたパターンのビットのシーケンスは修正された相関窓(1412)のビットのシーケンスまたは異なるターゲットオブジェクト(104)の識別を助けるために、いくつかの他のビットのシーケンスにおけるビットのシーケンス(1420)を含むために変更され得る。追加の合成されたデジタル化されたエコー信号(1422)は、ビットのシーケンス(1420)を含む送信信号(106)のエコー(108)に基づいて受信することができる。
修正された相関窓(1418)は、その後、異なるターゲットオブジェクト(104)(図1に示す)に関連付けられた対象のサブセットを識別するために、さらなるデジタル化されたエコー信号(1422)と比較され得る。例証された実施形態において、上述のように、修正された相関窓(1418)は対象の第1及び第2のサブセット(1424)、(1426)を識別するために、デジタル化されたエコー信号(1422)の異なるサブセットと比較することができる。例えば対象第1のサブセット(1424)と第2のサブセット(1426)は、デジタル化されたエコー信号(1422)の他のサブセットに対してより高いか、または最も高い相関値を有すると識別することができる。
動作中に、送信信号(106)が複数のターゲットオブジェクト(104)から反射すると、信号(106)において送信されたパターンは、1以上のターゲットオブジェクト(104)がデジタル化されたエコー信号(226)の検査から識別できない場合に、送信信号(106)の連続したバーストの間に比較的迅速に変更することができる。修正されたパターンが、変更されたパターンを含む相関窓を使用して、デジタル化されたエコー信号(740)のターゲットオブジェクト(104)を区別するために使用することができる。
他の実施形態では、送信信号(106)(図1に示す)に含まれるビットのデジタルパルスシーケンスは相関窓に含まれるビットのデジタルパルスシーケンスと異なっていてもよく、ベースバンドエコー信号(226)(図2に示す)と比較され得る。例えば、パターンコード発生器(228)(図2に示す)は異種のパターンを作成することができ、送信機(208)及びベースバンドプロセッサ(232)にパターン信号(230)(図2参照)における不均質なパターンを伝える。送信機(208)は送信信号(106)内のビットの第1のパターンを混在させることができ、ベースバンドプロセッサ(232)は送信信号(106)のエコー(108)(図1参照)に基づいて生成されたベースバンドエコー信号(226)と、異なるビットの第2のパターンと比較することができる。図14に関連して上述した例について、相関窓(1406)中のビットのシーケンス(1414)は送信信号(106)に含めることができる一方で、マスクのビットのシーケンス(1416)又は相関窓(1418)のビットのシーケンス(1420)は、デジタル化されたエコー信号(1422)と比較することができる。このように異なるパターンを使用すると、上述したように、感知アセンブリ(102)(図1に示される)、が複数のターゲットオブジェクト(104)を区別することができる。このように異なるパターンを使用すると、さらに感知アセンブリ(102)(図1に示される)が、緩和、信号対雑音の改善、アンチジャミング、アンチスプーフィング、アンチイーブスドロッピング(anti−eavesdropping)を含むが、これらに限定されない、他の機能を実行することができる。
図15は、一実施形態に係るアンテナ(1500)の概略図である。アンテナ(1500)は、送信アンテナ(204)および/または受信アンテナ(206)として使用することができ、両方とも図2に示されている。代替的に、送信アンテナ(204)および/または(受信アンテナ(206)用に他のアンテナを用いてもよい。アンテナ(1500)は、アンテナユニットセル(1504)の多次元(例えば、2次元)アレイ(1502)を含む。ユニットセル(1504)は、マイクロストリップパッチアンテナを表すか又は含むことができる。代替的に、ユニットセル(1504)は、別のタイプのアンテナを表すことができる。複数のユニットセル(1504)は導電式に互いに直列接続されて、直列給電型アレイ(1506)を形成する。例証的な実施形態では、ユニットセルは、線形直列式に接続されている。代替的に、ユニットセル(1504)は、別の形態で接続することができる。
いくつかの直列給電型アレイ(1506)が、例証された実施形態において、導電式に並列に接続され、アレイ(1502)を形成している。図15に示される、多数のユニットセル(1504)と直列給電アレ(1506)が例として設けられている。異なる数のユニットセル(1504)および/またはアレイ(1506)がアンテナ(1500)に含まれてもよい。アンテナ(1500)は、送信信号の生産的干渉及び/又は破壊的干渉を介して送信信号(106)(図1に示す)のエネルギーを集中するために複数のユニットセル(1504)を使用することができる。
図16は、感知アセンブリ(102)(図1に示す)のフロントエンド(200)の一実施形態の概略図である。アンテナ(1500)は、図16に示すように、送信アンテナ(204)および受信アンテナ(206)として使用することができる。各アンテナ(1500)は、比較的短い長さの伝送線路(1600)によって、直接受信機(602)又は送信機(600)に接続されることができる(例えば、アンテナ(1500)と受信機(602)又は送信機(600)との間に配置される他の構成要素なしに)。
感知アセンブリ(102)のフロントエンド(200)は、アンテナ(1500)上に送信窓(1604)をもつ、金属あるいは導電性ハウジングなどの筐体(1602)内に収容することができる。代替的に、フロントエンド(200)は、非金属(例えば、誘電体)の筐体内に収容されてもよい。アンテナ(1500)上の窓は、筐体(1602)から切り出され得ないが、その代わりに送信信号(106)及びエコー(108)が、アンテナ(1500)から、またはアンテナ(1500)へと窓(1604)を通過させることができる筐体(1602)の部分を表すことができる。
筐体(1602)はアンテナ(1500)の周りを包み、その結果、アンテナは効果的に筐体(1602)の導電体内に受け止められ、当該筐体(1602)は、さらにアンテナ(1500)間の分離を改善することができる。代替的に、非導電性の筐体(1602)の場合には、アンテナ(1500)は、筐体(1602)並びに追加の金属製の箔および/または吸収材料によって完全に囲まれて得る。或いは他の手段が、アンテナ(1500)間の分離を改善するために加えられ得る。一実施形態において、分離が充分に高い場合、送信および受信アンテナ(1500)は、戻りのエコー(108)が充分に強い場合、同時に動作させることができる。これは、ターゲットが非常に近い範囲にある場合である。送信/受信スイッチなしに、感知アセンブリ(102)を動作させることができる場合である。
図17は、図16のライン17−17に沿ったアンテナ(1500)の一実施形態の断面図である。アンテナ(1500)(図17の「平面アンテナ」)は、電気絶縁材料(誘電体または他の非導電材料など)のカバー層(1700)(図17の“スーパーストレート(Superstrate)”)を備えている。カバー層(1700)のためのそのような材料の例は、石英、サファイア、種々のポリマーなどを含むが、これらに限定されるものではない。
アンテナ(1500)は、アンテナ(1500)を支持するサブストレート(substrate)(1706)の表面上に配置することができる。導電性の接地面(1708)は、基板(1706)の反対側の面に配置されるか、または別の場所に配置されてもよい。
カバー層(1700)は、空隙(1704)(図17の「空気」)によって、アンテナ(1500)から分離することができる。代替的に、カバー層(1700)とアンテナ(1500との間の空隙は、少なくとも部分的に他の材料又は空気以外の流体によって充填されてもよい。別の代替例として、空隙はなくすることができ、カバー層(1700)は、アンテナ(1500)上に直接載置されてもよい。カバー層(1700)は、環境および/または外部のオブジェクトによって引き起こされる機械的損傷からアンテナ(1500)を保護することができる。一実施形態では、カバー層(1700)は、ビームにアンテナ(1500)によって放出された送信信号(106)のエネルギーを集中し、アンテナ(1500)に向かって反射エコー(108)のエネルギーを集中させるレンズ効果を提供する。
このレンズ効果は、送信された信号(106)及び/又はエコー(108)が、アンテナ(1500)とタ−ゲットオブジェクト(104)の間に配置されている材料(例えば、テ流れン(登録商標)、ポリカーボネート、又は他のポリマーなどの絶縁体)の追加の層(1702)を通過することを可能にする(図1に示す)。例えば、感知アセンブリ(102)は、監視されているオブジェクト(例えば、前記感知アセンブリ(102)により測定されている流体のタンクの上端)に取り付けられることができ、その間レンズ効果は、感知アセンブリ(102)が前記タンクの上端を介して窓又は開口部を切ることなく、タンクの頂部を介して信号(106)を送信し、エコー(108)を受信することを可能にする。
1つの実施形態において、サブストレート(1708)は、送信された信号(106)及び/又はエコー(108)のキャリア信号の波長よりも薄い対向面の間に厚さ寸法を有し得る。例えば、サブストレート(1708)の厚さは波長のおよそl/20であり得る。空隙(1704)及び/又はスーパーストレート(1700)の厚さはより大きく、波長の1/3などで有り得る。空隙(1704)及びスーパーストレート(1700)の一方又は両方は、一緒に除去され得る。
本明細書に記載されているシステム(100)及び/又は感知アセンブリ(102)の1つ以上の実施形態は、分離距離(110)及び/又は前記感知アセンブリ(102)によって測定されるフライトの時間を使用する様々な適用に使用され得る。システム(100)及び/又は感知アセンブリ(102)の適用の幾つかの具体例は、本明細書に記載されているが、システム(100)又は感知アセンブリ(102)の全ての適用又は用途が、本明細書に記載されているものに限定されるわけではない。例えば、分離距離(110)の検出を使用する多くの適用(例えば、深さ測定など)は、システム(100)及び/又は感知アセンブリ(102)を使用又は組み込むことができる。
図18は、封じ込めシステム(containment system)(1800)の1つの実施形態を例証する。システム(1800)は、1つ以上の流体(1806)を保持又は格納する、流体タンク等の封じ込め装置(1802)を含む。感知アセンブリ(102)は、封じ込め装置(1802)上又はその上端(1804)に配置され得、送信された信号(106)を流体(1806)へ向かわせ得る。流体(1806)からの反射エコー(108)は、感知アセンブリ(102)と流体(1806)の上面との間の分離距離(110)を測定するための感知アセンブリ(102)によって受信される。感知アセンブリ(102)の位置は、どの程度の流体(1806)が封じ込め装置(1802)にあるかを測定するために、流体(1806)までの分離距離(110)が使用され得るように知られ、封じ込め装置(1802)の底部へと較正され得る。感知アセンブリ(102)は、本明細書に記載される1つ以上の粗い、微細な、及び/又は超微細なステージ決定技術を使用して、分離距離(110)を正確に測定することができ得る。
代替的又は追加的に、感知装置(102)は、送信された信号(106)をポート(例えば、流体(1806)が通過して封じ込め装置(1802)へ入れられる充填口)へ向かわせ得、前記ポート又はその近くにある流体(1806)の移動を監視し得る。例えば、感知アセンブリ(102)から前記ポートまでの分離距離(110)が、エコー(108)の対象のビットが知られているように知られている場合、上記の超微細なステージ決定は、前記ポート又はその近くにある流体(1806)が動く(例えば、乱流)かどうかを測定するために恐らく使用される。この移動は、流体(1806)が封じ込め装置(1802)へ流れ込んでいるかそこから流れ出ていることを示し得る。感知アセンブリ(102)は、流体(1806)が封じ込め装置(1802)へ流れ込んでいるかそこから流れ出ているときの警告又は他の指標として、この測定を使用することができる。代替的に、感知アセンブリ(102)は、乱流及び/又は強度(例えば、移動の程度又は量)の存在又は不在が、様々な動作条件及びパラメータ(例えば、流体の量、流体の移動など)を示すことができる他の戦略上重要な位置に配置されるか、それを対象とするだろう。感知アセンブリ(102)は、定期的にこれらの測定モード(例えば、分離距離(110)を測定する1つのモード、移動を監視する別のモード)を切り替えることができ、次に、制御ユニット(112)へ前記データ及び測定を報告するだろう(図1に示す)。代替的に、制御ユニット(112)は、異なる時間に様々な種類の測定(例えば、分離距離(110)を測定する又は動きについて監視する)を行うように、感知アセンブリ(102)を指示するだろう。
図19は、領域制限システム(1900)の1つの実施形態を例証する。システム(1900)は、送信された信号(106)(図1に示す)を第1の領域(1902)(例えば、床面上の領域、空間内のボリュームなど)に向けさせる感知アセンブリ(102)を含み得る。人間オペレータ(1906)は、様々な任務を実行するために異なる、第2の領域(1904)内に配置され得る。第1の領域(1902)は、1つ以上の機械(例えば、自動ロボット又は他のコンポーネント)がオペレータ(1906)の安全のために作動するとき、オペレータ(1906)が外部に留まる制限領域、又はボリュームを表し得る。感知アセンブリ(102)は、オペレータ(1906)が第1の領域(1902)へ入るか否かを決定するために、送信された信号(106)を第1の領域(1902)へ向けさせ、受信されたエコー(108)を監視することができる。例えば、第1の領域(1902)へのオペレータ(1906)の侵入は、本明細書に記載される1つ以上の粗い、微細な、及び/又は超微細なステージ決定技術を使用した動きの識別によって検出され得る。感知アセンブリ(102)が第1の領域(1902)までの距離(例えば、第1の領域(1902)における床までの分離距離(110))を認識している場合、感知アセンブリ(102)は、上記のように、エコーに基づいて生成されたエコー信号における対象のサブセット内の動きを監視することができる。感知アセンブリ(102)が第1の領域(1902)へのオペレータ(1906)のエントリーを検知したとき、感知アセンブリ(102)は、オペレータ(1906)を傷つけることを避けるために第1の領域(1902)の近傍の機械の動作を無効化することができる制御ユニット(112)(図1に示す)に通知することができる。
図20は、ボリューム制限システム(2000)の別の実施形態を示す。システム(2000)は、安全ボリューム(2002)(図20の「安全領域」)に向けて送信された信号(106)(図1に示す)を向ける感知アセンブリ(102)を含み得る。自動又は手動の制御ロボット装置などの機械(2004)は、安全ボリューム(2002)内で動くように配置又は構成される。送信された信号(106)が通信されるボリュームは、保護ボリューム(2006)と呼ばれ得る。保護領域(2006)は、機械(2004)の動作時に人間又は他のオブジェクトが外部に留まる制限領域又はボリュームを表わし得る。感知アセンブリ(102)は、領域(2002)の外側だが保護領域(2006)内で識別された動きがあるかどうかを決定するために、送信された信号(106)が保護ボリューム(2006)を通るよう指示し、受信エコー(108)を監視することができる。例えば、保護ボリューム(2006)への人間の侵入は、上記の超微細のステージ決定を使用した動きの識別により検出され得る。感知アセンブリ(102)が保護ボリューム(2006)へのエントリーを検知したとき、感知アセンブリ(102)は、保護ボリューム(2006)へエントリーした任意の人間又は物を傷つけることを避けるために機械(2004)を無効化することができる、制御ユニット(112)(図1に示す)へ通知することができる。
図21は、感知アセンブリ(102)を含む移動システム(2100)の1つの実施形態の概略図である。システム(2100)は、感知アセンブリ(102)が結合された移動装置(2102)を含む。図示の実施形態において、移動装置(2102)は、動員ロボットシステムである。代替的に、移動装置(2102)は、自動車、地下掘削船、又は別の種類の乗り物など、別の種類の移動デバイスを表し得る。システム(2100)は、オブジェクトの周り又はオブジェクトを通ってナビゲートするために、感知アセンブリ(102)によって行われた測定を使用し得る。システム(2100)は、感知アセンブリ(102)と他のオブジェクトとの間の分離距離(110)の運動及び/又は測定の検出に基づいた自動ナビゲーション、及び/又はそのような測定及び検出に補助されるナビゲーションに有用であり得る。
例えば、感知アセンブリ(102)は、感知アセンブリ(102)と移動装置(2102)の近傍にある複数のオブジェクト(2104A−D)との間の分離距離(110)を測定し得る。移動装置(2102)は、移動装置(2102)がオブジェクト(2104A−D)との接触を避けるための方向の転換又は変更を必要とする前に、どの程度移動することができるか測定するために、これらの分離距離(110)を使用し得る。
1つの実施形態において、移動装置(2102)は、移動装置(102)の周りの囲まれた近傍(2106)のレイアウト又はマップを決定するために、複数の感知アセンブリ(102)を使用することができる。この近傍(2106)は、部屋、建物、トンネルなどの壁によって境界され得る。移動装置(2102)上の第1の感知アセンブリ(102)は、第1の方向に沿った近傍(2106)の1つ以上の境界(例えば、壁又は表面)までの分離距離(110)を測定するように配向され得、第2の感知アセンブリ(102)は、異なる(例えば、直交)方向に沿った近傍(2106)の1つ以上の他の境界までの分離距離(110)を測定するように配向され得る。近傍(2106)の境界までの分離距離(110)は、近傍(2106)の大きさ及び移動装置(2102)の現在位置に関する情報を移動装置(2102)へ提供することができる。移動装置(2102)は次に、近傍(2106)へ移動し、一方で1つ以上の感知アセンブリ(102)が近傍(2106)の1つ以上の境界までの更新された分離距離(110)を取得する。分離距離(110)の変化に基づいて、移動装置(2102)は、それ自体が近傍(2106)のどこに位置するのかを測定し得る。例えば、部屋の第1の壁までの初めの分離距離(110)が10フィート(3メートル)と測定され、部屋の第2の壁までの初めの分離距離(110)が5フィート(1.5メートル)と測定された場合、移動装置(2102)はそれ自体を初めは部屋の中に位置づける。第1の壁までの後の分離距離(110)が4フィート(1.2メートル)であり、第2の壁までの後の分離距離(110)が7フィート(2.1メートル)である場合、移動装置(2102)は、それ自体が第1の壁に向かって6フィート(1.8メートル)、第2の壁に向かって2フィート(0.6メートル)動いたと決定し得る。
1つの実施形態において、移動装置(2102)は、近傍(2106)における不動オブジェクトと移動オブジェクトとを区別するために感知アセンブリ(102)によって生成された情報を使用することができる。オブジェクト(2104A)、(2104B)、及び(2104D)のうちの幾つかは、壁、家具などの静止オブジェクトであり得る。他のオブジェクト(210C)は、近傍(2106)を通り抜ける人間、他の移動装置などの移動オブジェクトで有り得る。移動装置(2102)は、移動装置(102)が移動すると、移動装置(2102)とオブジェクト(2104A)、(2104B)、(2104C)、(2104D)との間の分離距離(110)の変化を追跡できる。移動装置(2102)とオブジェクト(2104)との間の分離距離(110)は、移動装置(2102)が移動する際に変化し得るため、静止オブジェクト(2104A)、(2(104B))、(2104D)と移動オブジェクト(2104C)の両方は、移動装置(2102)へ移動するように思われる。感知アセンブリ(102)と移動装置(2102)によって観測された静止オブジェクト(2104A)、(2(104B))、(2104D)のこの知覚された動きは、感知アセンブリ(102)及び移動装置(2102)の動きによるものである。移動装置(2102)の動き(例えば、速度)を計算するために、移動装置(210)は、オブジェクト(2104)までの分離距離(110)の変化を追跡し、分離距離(110)の変化に基づいて、オブジェクト(2104)に関連するオブジェクトの動きベクトルを生成することができる。
図22は、1つの実施例に従って、移動装置(2102)とオブジェクト(例えば、図21のオブジェクト(2104))との間の分離距離(110)の変化に基づいて生成された、複数のオブジェクトの動きベクトルの概略図である。オブジェクトの動きベクトル(2200)A−Fは、経時的に分離距離(110)の変化を追跡することにより生成することができる。移動装置(2102)の動き特性(例えば、速度及び/又は方位(Heading))を推測するためには、これらのオブジェクトの動きベクトル(2200)は、オブジェクトの動きベクトル(2200)を加算及び/又は平均することなどによって、組み合わせることができる。例えば、移動装置(102)の動きベクトル(2202)は、オブジェクトの動きベクトル(2200)の平均であるベクトルを測定し、次に動きベクトル(2202)とは反対のベクトルを測定することによって推測することができる。複数のオブジェクトの動きベクトル(2200)を組み合わせることによって、近傍での他の移動オブジェクトの移動に基づいているオブジェクトの動きベクトル(2200C)、(2200F)など、環境における他の移動オブジェクトに起因する疑似のオブジェクトの動きベクトルは補正される傾向がある。
移動装置(2102)は、どのオブジェクトが環境の一部であるかを学習(記憶)することができ、移動装置(2102)の追跡運動に使用することができ、永続的なオブジェクトと呼ばれ得る。知られている永続的なオブジェクトに一致しないことが観察されている他のオブジェクトは、一時的なオブジェクトと呼ばれる。一時的なオブジェクトの、オブジェクトの動きベクトルは変動する軌道を有し、互いに又は永続的なオブジェクトとうまく一致しない場合がある。一時的なオブジェクトは、移動装置(2102)からのそのラジアル距離だけでなく、その軌道によって識別することができる(例えば、トンネルの壁はその距離にあるままである)が、一方で一次的なオブジェクトは移動装置(2102)のより近くを通過する。
別の実施形態において、複数の移動装置(2102)は、互いの間で情報を通信するための感知システム(100)及び/又は感知アセンブリ(102)を含み得る。例えば、移動装置(2102)は、移動装置(2102)がいつ互いの閾値距離にあるかを検出するために感知アセンブリ(102)をそれぞれ使用し得る。移動装置(2102)は、次いで、分離距離(110)を測定するために及び/又は動きを検知するために送信された信号(106)を送信することから、他の情報を通信するために送信された信号(106)を送信することへと切り替え得る。例えば、分離距離(110)を測定するためにデジタルパルスシーケンスを生成する代わりに、移動装置(2102)の少なくとも一つは、情報を通信するために別の移動装置(2102)に向けて送信されるパターン信号における(例えば、1と0の)ニ進コードシーケンスを使用し得る。他の移動装置(2102)は、送信されたパターン信号を識別し、パターン信号においてエンコードされた情報を解読するために送信された信号(106)を受信し得る。
図23は、医療適用において感知アセンブリ(102)を使用した一例を示す概略図である。感知アセンブリ(102)は、患者(2300)の位置の変化及び/又は患者の比較的小さな動きを監視するために上述のステージの1つ以上(例えば、粗いステージ、微細なステージ、超微細なステージ)を使用し得る。例えば、上記の動きの超微細なステージ決定は、呼吸数の検出、心拍数の検出、粗大運動又は筋肉の動きを監視する等のために使用され得る。呼吸数、心拍数及び活動は、睡眠障害の診断に有用であり得、また検出は非接触性のものであるため観察される患者にとってもより快適なものとなる。一例として、患者(2300)の腹部及び/又は胸部までの分離距離(110)は、上記のように、デジタルパルスシーケンスの1ビット以内(例えば、対象のビット)までへと決定される。感知アセンブリ(102)は、次いで、呼吸数及び/又は心拍数を追跡するために対象のサブセット内で胸部及び/又は腹部の比較的小さな動きを追跡できる。追加的又は代替的に、感知アセンブリ(102)は、胸部及び/又は腹部の動きを追跡し、患者(2300)の呼気の換気量を推測するために、既知の、測定された、観察された、又は指定された大きさの腹部と運動を組み合わせることができる。追加的又は代替的に、感知アセンブリ(102)は、患者(2300)の奇異呼吸を検出するために胸部と腹部の動きを一緒に追跡することができる。
別の例として、感知アセンブリ(102)は、患者(2300)の身体へ浸透する送信された信号(106)を通信し得、心臓などのさまざまな内部構造の動き又は絶対位置を感知し得る。これらの位置又は動きの多くは、比較的小さくわずかであり得、感知アセンブリ(102)は、内部構造の動き又は絶対位置を感知するために動き又は分離距離(110)の超微細のステージ決定を使用できる。
非接触性の感知アセンブリ(102)を使用することは、患者(2300)上で有線センサ(例えば、被験体に直接取り付けられ、ワイヤーにより医療モニターに戻って接続されるセンサ)を使用することが不可能又は不都合である状況で有用であり得る。例えば、従来の有線センサが邪魔になり得る、高活動性の状況においては、感知アセンブリ(102)は、分離距離(110)及び/又は遠くから患者(2300)の動きを監視し得る。
別の例において、感知アセンブリ(102)は、姿勢認識、及び全体的な動き又は活動感知のために使用することができる。これは、とりわけ、うつ病、疲労などの慢性的疾病、及び高齢者などのリスクのある患者の全体的な健康などのために、患者(2300)の長期観察に使用することができる。うつ病などの比較的遅い発症を伴う疾患の場合には、感知アセンブリ(102)による長期観察は疾患の早期検出のために使用することができる。また、ユニットは、患者(2300)に何も取り付けることなく、医療パラメーター又は量を検出することができるため、また、感知アセンブリ(102)は、患者(2300)の知識や協力なしに患者(2300)の測定を行うために使用され得る。これは、センサが取り付けられると動揺するであろう子供を扱うような多くの状況において有用であり得る。それはまた、神経質になったときに自分の息が迅速かつ浅くなるような、患者(2300)の精神状態の指標を与えることもできる。これは、遠隔嘘検出器の機能性を生じさせる(give rise to)であろう。
別の実施形態において、感知アセンブリ(102)によって生成されたデータは、1つ以上の他のセンサによって生成又は取得されたデータと組み合され得る。例えば、感知アセンブリ(102)による分離距離(110)の計算は、他のセンサデータと組み合わされる深さ測定として使用され得る。異なるセンサからのデータのそのような組み合わせは、本明細書においてセンサフュージョンと呼ばれ、検知される現象又はオブジェクト又は環境のより完全な画像を形成するためにセンサデータの2つ以上の別々のストリームの融合を含む。
一例として、感知アセンブリ(102)を使用して計算された分離距離(110)は、カメラにより取得された2次元画像データと組み合わせられ得る。例えば、分離距離(110)なしでは、コンピューター又は他のマシンは、2次元画像内のオブジェクトの実際の物理的サイズを決定することができないことがある。
図24は、図1に示すシステム(100)の適用の一例と一致する人間の被写体(2400)、(2402)の2次元画像(2404)である。画像(2404)は、カメラなどの2次元画像形成装置によって取得され得る。画像形成装置は、セキュリティシステム、自動的に制御された(可動式)ロボットシステムなどの別のシステムによる使用のために、画像を取得し得る。人間の被写体(2400)、(2402)は、ほぼ同じ大きさで有り得る(例えば、高さ)。実際には、人間の被写体(2400)は、人間の被写体(2402)よりも画像(2404)を取得した画像形成装置から遠い。しかしながら、画像形成装置と被写体(2400)、(2402)の各々との間の相対的な分離距離を決定するための画像形成装置の不可動性により、被写体(2400)、(2402)を認識するために画像形成装置に依存しているシステムは、被写体(2400)が遠くに位置しているかどうか(例えば、(2400A)の位置)、又は被写体(2402)よりもはるかに小さいかどうか(例えば、(2400B)により表わされる大きさ)を決定することができないことがある。
感知アセンブリ(102)(図1に示す)は、画像(2404)へ深さコンテキストを提供するために、画像形成装置(例えば、画像形成装置に又はその近くに配置された感知アセンブリ(102)を有する)と被写体(2400)、(2402)の各々との間の分離距離(110)を測定することができる。例えば、1つ以上の動作のために画像(2404)を使用する画像形成装置又はシステムは、被写体(2400)、(2402)がほぼ同じサイズであることを決定するために、被写体(2400)、(2402)の各々までの分離距離(110)を使用し得、被写体(2400)は被写体(2402)よりも遠くに位置する。
この分離距離(110)(図1に示す)の情報及び2次元画像(2400)を捕捉するために使用された光学についての情報により、被写体(2400)、(2402)に実際の物理的サイズを割り当てることも可能である。例えば、画像(2400)の異なる部分(例えば、ピクセル又はピクセル群)に包含される物理的な大きさを知り、各被写体(2400)、(2402)までの分離距離(110)を知ると、1つ以上の動作のための画像(2404)を使用する画像形成装置及び/又はシステムは、被写体(2400)、(2402)の大きさ(例えば、高さ及び/又は幅)を計算することができる。
図25は、1つの実施形態に一致した感知アセンブリ(102)(図1に示す)を含み得る感知システム(2500)の概略図である。光レベルセンサ、放射線センサ、水分量センサ等のセンサの多くの種類が、センサとタ−ゲットオブジェクト(104)との分離距離(110)が変動すると変化し得るタ−ゲットオブジェクト(104)の測定を得る。図25に示す感知システム(2500)は、分離距離(110)が変化すると変化する情報を取得する1つ以上のセンサを含むか表し得、感知アセンブリ(102)を含むか表し得る。感知システム(2500)及びタ−ゲットオブジェクト(104)からの距離情報(例えば、分離距離(110))は、センサと、センサによって読み取り又は監視されるオブジェクトとの間の距離に依存している他のセンサ情報の較正又は修正を提供することができる。
例えば、感知システム(2500)は、タ−ゲットオブジェクト(104A)、(104B)及びタ−ゲットオブジェクト(104A)、(104B)までの分離距離(110A)、(110B)からの情報(例えば、光レベル、放射線、水分、熱等)を取得又は測定することができる。分離距離(110A)、(110B)は、測定された情報を修正又は較正するために使用することができる。例えば、タ−ゲットオブジェクト(104A)、(104B)が両方とも、同じ光レベル、放射線、水分、熱、などを提供する場合、異なる分離距離(110A)、(110B)によって、結果的に、感知システム(2500A)、(2500B)が、異なる光レベル、放射線、水分、熱等を測定することにつながる。分離距離(110A)、(110B)を測定する感知アセンブリ(102)(図1に示す)により、タ−ゲットオブジェクト(104A)及び/又は(104B)について測定された情報は、測定された情報が、異なる分離距離(110)について測定された情報を補正しないことに比べて、より正確であるように、補正され得る(例えば、タ−ゲットオブジェクト(104A)については分離距離(110A)の大きさに基づいて増加され、タ−ゲットオブジェクト(104B)については分離距離(110B)の大きさに基づいて減少させられる)。
別の実施例として、感知システム(2500)は、反射型パルスオキシメトリセンサ及び感知アセンブリ(102)を含み得る。光の二つ以上の異なる波長は、システム(2500)によりタ−ゲットオブジェクト(104)の表面に向けられ、システム(2500)の光検出器は散乱光を検査する。反射電力の比率は、タ−ゲットオブジェクト(104)中の血液の酸素化レベルを決定するために使用することができる。タ−ゲットオブジェクト(104)である患者の身体に直接取り付けられる(例えば係合されている)代わりに、感知システム(2500)は、患者の身体から離れて間隔を置かれ得る。
患者の身体の表面は、光源で照らすことができ、感知アセンブリ(102)(図1に示す)はタ−ゲットオブジェクト(104)までの分離距離(110)(例えば、皮膚の表面まで)を測定することができる。患者の血液の酸素化レベルは、感知システム(2500)が患者から離れていることによって引き起こされた光の反射電力の減少のために較正又は補正することができる。
別の実施形態において、図1に示す感知アセンブリ(102)及び/又はシステム(100)は、さまざまなセンサシステムへ上記の機能を追加するために、他のセンサ、制御装置、コンピューターなどと通信することができる、スタンドアロンユニットとして提供することができる。ソフトウェアを実装されたシステムは、センサからの情報ストリームを収集及び集約し、感知された情報を制御システムへ配信することができ、そこでアセンブリ(102)及び/又はシステム(100)によって測定された分離距離(110)は感知された情報と一緒に使用される。代替的又は追加的に、アセンブリ(102)によって測定される分離距離(110)は、他のセンサ、制御装置、コンピューター等と直接通信せずに、タイムスタンプ又は地理的位置などの他のマーカーと一緒に収集することができる。ソフトウェアを実装されたシステムは、次いで、測定値を互いに並べるために分離距離(110)と他のセンサデータを調整することができる。
本明細書に記載されるセンサフュージョンの例は、単に感知アセンブリ(102)と1つの他のセンサの組み合わせだけに限定されない。追加のセンサは、感知アセンブリ(102)によって検出された分離距離(110)及び/又は動きを、2つ又はそれ以上の追加のセンサにより取得されたデータストリームと集約するために使用され得る。例えば、オーディオデータ(マイクから)、映像データ(カメラから)、及び感知アセンブリ(102)からの分離距離(110)及び/又は動きは、物理的環境のより完全な理解を与えるために集約することができる。
図28は、1つの実施形態と一致する感知アセンブリ(102)を含み得る感知システム(2800)の概略図である。感知システム(2800)は、タ−ゲットオブジェクト(2804)の横方向のサイズデータを取得するセンサ(2802)を備える。例えば、センサ(2802)は、ボックス又はパッケージの2次元画像を取得するカメラで有り得る。図29は、センサ(2802)によって取得されるタ−ゲットオブジェクト(2804)の横方向のサイズデータを表わす概略図である。センサ(2802)(又はセンサ(2802)に通信結合された制御ユニット)は、長さ寸法(2806)及び幅寸法(2808)などのタ−ゲットオブジェクト(2804)の2次元のサイズを測定し得る。例えば、タ−ゲットオブジェクト(2804)の2次元の表面領域(2900)は、センサ(2802)によって取得された画像から計算され得る。1つの実施形態において、センサ(2802)によって形成された画像のピクセル又は他のユニットの数は、タ−ゲットオブジェクト(2804)の表面領域(2900)を決定するために数えられるか測定される。
図30は、図28及び図29に示す感知アセンブリ(102)及びタ−ゲットオブジェクト(2804)の別の図である。タ−ゲットオブジェクト(2804)のボリューム又は3次元の外表面領域を計算するために、感知アセンブリ(102)は、タ−ゲットオブジェクト(2804)の深さ寸法を測定するために使用され得る。例えば、感知アセンブリ(102)は、感知アセンブリ(102)と、センサ(2802)によって撮像されるタ−ゲットオブジェクト(2804)の表面(3000)(例えば、上面)との間の分離距離(110)を測定し得る。感知アセンブリ(102)と、その上にタ−ゲットオブジェクト(2804)がある指示面(3004)との間の分離距離(3002)が知られている又は以前に測定されている場合、分離距離(110)は、タ−ゲットオブジェクト(2804)の深さ寸法(2810)を計算するために使用され得る。例えば、測定された分離距離(110)は、深さ寸法(2810)を計算するために、知られている又は以前に測定された分離距離(3002)から減算することができる。深さ寸法(2810)は、タ−ゲットオブジェクト(2804)のボリュームを計算するために、タ−ゲットオブジェクト(2804)の横方向のサイズデータ(例えば、幅寸法(2808)及び長さ寸法(2806))と(例えば、乗算することによって)組み合わせられ得る。別の例において、深さ寸法(2810)は、タ−ゲットオブジェクト(2804)の各々または1つ以上の表面の表面領域を計算するために、横方向のサイズデータと組み合わせることができ、次いで、タ−ゲットオブジェクト(2804)の外側表面領域を計算するために組み合わせられ得る。感知アセンブリ(102)から得られた深さデータを、センサ(2802)によって得られた2次元、又は横方向のデータと組み合わせることは、タ−ゲットオブジェクト(2804)の大きさ、ボリューム、又は表面領域がパッケージの出荷、異なる大きさのタ−ゲットオブジェクトの識別又は区別などにおいて測定されるべき適用において有用であり得る。
図26は、感知システム(2600)の別の実施形態の概略図である。感知システム(2600)は、図1に示すシステム(100)と類似し得る。例えば、システム(2600)は、感知アセンブリ(102)(図1に示す)に類似する感知アセンブリ(2602)(「レーダーユニット」)を含み得る。感知アセンブリ(2602)は、図26においてレーダーユニットとラベルされているが、代替的に、感知アセンブリ(2602)は、上記のようにシステム(100)に関連して、分離距離(110)を測定する及び又はタ−ゲットオブジェクト(104)(例えば光)の動きを検出するために別の技術又は媒体を使用し得る。
アセンブリ(2602)は、送信アンテナ(204)(図2に示す)に類似し得る送信アンテナ(2604)及び受信アンテナ(206)(図2に示す)と類似し得る受信アンテナ(2606)を含む。例示された実施形態において、アンテナ(2604)、(2606)はケーブル(2608)を使用してアセンブリ(2602)へ接続される。ケーブル(2608)は、アンテナ(2604)、(2606)がオン・ザ・フライのタ−ゲットオブジェクト(104)に対して再位置決めを可能であるために可撓性で有り得る。例えば、アンテナ(2604)、(2606)は、タ−ゲットオブジェクト(104)に対して、及び/又は、送信された信号(106)がタ−ゲットオブジェクト(104)へと送信され、及び/又はエコー(108)がタ−ゲットオブジェクト(104)から受信されるように、互いに、又は送信された信号(106)とエコー(108)の受信との間で移動され得る。
アンテナ(2604)、(2606)は、システム(2600)の擬似バイスタティック動作を提供するために移動させられ得る。例えば、アンテナ(2604)、(2606)は、所定の位置に固定されると失い得るエコー(108)を捕捉するために様々な又は任意の位置に移動することができる。1つの実施形態において、アンテナ(2604)、(2606)は、タ−ゲットオブジェクト(104)を介する送信された信号(106)の送信を検証するために、タ−ゲットオブジェクト(104)の対向する側に配置することができるだろう。タ−ゲットオブジェクト(104)を介する送信された信号(106)の送信の変化は、検知されるタ−ゲットオブジェクト(104)の物理的変化を示すことができる。
この構想は、より多数のアンテナ(2604)及び/又は(2606)と共に使用することができる。例えば、複数の受信アンテナ(2606)は、他では検出が困難になり得るタ−ゲットオブジェクト(104)を検出するために使用できる。複数の送信アンテナ(2604)は、他では検出されないかもしれない送信された信号(106)で、タ−ゲットオブジェクト(104)を照らすために使用され得る。複数の送信アンテナ(2604)と複数の受信アンテナ(2606)は、同時に使用することができる。送信アンテナ(2604)及び/又は受信アンテナ(2606)は同時に使用することができ、送信された信号(106)のコピーを送信し又は複数のエコー(108)を受信し、又は感知アセンブリ(2602)は、送信アンテナ(2604)の間及び/又は受信アンテナ(2606)の間で切り替えることができ、時間をかけて観察(例えば、分離距離(110)及び/又は検出された動き)がなされる。
図27A−Bは、タ−ゲットオブジェクトからの分離距離及び/又はタ−ゲットオブジェクトの動きを感知するための方法(2700)の1つの実施形態を示す。方法(2700)は、本明細書に記載のシステム又は感知アセンブリの一つ以上と組み合わせて使用され得る。
(2702)では、決定はフライトの時間及び/又は分離距離の粗いステージ決定に使用するか否かに関してなされる。例えば、システム(100)(図1に示す)のオペレーターは、手動でシステム(100)への入力を提供し得、及び/又はシステム(100)は自動的に上記の粗いステージ決定を使用するか否かを決定し得る。粗いステージ決定が使用される場合、方法(2700)の流れは(2704)へ進む。代替的に、方法(2700)の流れは、(2718)へ進み得る。1つの実施形態において、粗いステージは、上にも記載されているように、フライトの時間及び/又は分離距離を決定するために、送信された信号及び受信されたエコー信号の単一のチャネル(例えば、Iチャネル又はQチャネルのいずれか)を使用する。
(2704)で、発振信号は送信された信号を作成するために粗い送信パターンと混合される。例えば、発振信号(216)(図2に示す)は、上述したように、送信された信号(106)(図1に示す)を形成するために、送信パターン信号(230)(図2に示す)のデジタルパルスシーケンスと混合される。
(2706)で、送信された信号はタ−ゲットオブジェクトに向けて送信される。例えば、送信アンテナ(204)(図2に示す)は、上述したように、タ−ゲットオブジェクト(104)(図1に示す)へ向かって送信された信号(106)(図1に示す)を送信し得る。
(2708)で、タ−ゲットオブジェクトから反射される送信された信号のエコーが受信される。例えば、タ−ゲットオブジェクト(104)(図1に示す)から反射されるエコー(108)(図1に示す)は、上述のように、受信アンテナ(206)(図2に示す)により受信される。
(2710)で、受信されたエコーは、ベースバンド信号を得るためにダウンコンバートされる。例えば、エコー(108)(図1に示す)は、ベースバンドエコー信号(226)(図2に示す)へ変換される。例えば、受信されたエコー信号(224)は、送信された信号(106)(図1に示す)を生成するために粗い送信パターン信号(230)(図2に示す)と混合された、同じ発振信号(216)(図2に示す)と混合され得る。エコー信号(224)は、上述のように、粗い受信データストリームとして、ベースバンドエコー信号(226)(図2に示す)を生成するために、発振信号(216)と混合することができる。
(2712)で、ベースバンド信号は、粗い受信データストリームを得るためにデジタル化される。例えば、それは、デジタル化されたエコー信号(740)を生成するためのデジタイザー(730)を含むベースバンドプロセッサー(232)を通過し得る。
(2714)で、相関窓(例えば、粗い相関窓)と粗いマスクは、対象のサブセットを識別するためにデータストリームと比較される。代替的に、マスク(例えば、データストリームの1つ以上の部分を除去するか、又は変更するマスク)は使用されないかもしれない。1つの実施形態において、送信された信号(106)(図1に示す)に含まれる粗い送信パターンの全て又は一部を含む粗い相関窓(320)(図3に示す)は、上述のように、デジタル化されたエコー信号(740)(図2に示す)の種々のサブセット又は部分と比較される。相関値は、データストリーム(226)の種々のサブセットについて計算することができ、対象のサブセットは、最大又は他の1つ以上の対象のサブセットよりも大きい相関値を有するサブセットを識別するなど、相関値を比較することによって識別され得る。
(2716)で、送信された信号とエコーのフライトの時間は、対象のサブセットの時間遅延に基づいて計算される。このフライトの時間は、粗いフライトの時間と呼ぶことができる。上述したように、対象のサブセットは、送信された信号(106)(図1に示す)の送信と対象のサブセットの第1のビット(又は目的のサブセット内の他のビット)との間の時間の遅れ(t)に関連付けることができる。フライトの時間は時間の遅れと等しくなり得、又はフライトの時間は時間の遅れに基づくことができ、補正又は相関因子(例えば、信号の伝搬のため)は、上述のように、フライトの時間に対する時間の遅れを修正するために使用される。
(2718)で、決定は、分離距離の微細なステージ決定を使用するか否かに関してなされる。例えば、決定は、上述のように、分離距離(110)(図1に示す)の測定をさらに精製するよう微細なステージ決定を使用するために、及び/又はタ−ゲットオブジェクト(104)(図1に示す)の動きを監視又は追跡するために、自動的又は手動でなされる。微細なステージが使用されると、方法(2700)の流れは(2720)へ進む。一方、微細なステージが使用されないと、方法(2700)の流れは(2702)へ戻り得る。
(2720)で、発振信号は送信された信号を生成するためにデジタルパルスシーケンスと混合される。上述したように、微細なステージで使用される送信パターンは、粗いステージで使用される送信パターンと異なり得る。代替的に、送信パターンは、粗いステージと微細なステージについて同じであってもよい。
(2722)で、送信された信号は(2706)に関連して上述されるのと同様に、タ−ゲットオブジェクトに向かって伝達される。
(2724)で、タ−ゲットオブジェクトで反射された送信された信号のエコーは、(2708)に関連して上述されるのと同様に受信される。
(2726)で、受信されたエコーは、ベースバンド信号を得るためにダウンコンバートされる。例えば、エコー(108)(図1に示す)は、ベースバンドエコー信号(226)(図2に示す)に変換される。
(2728)で、ベースバンド信号(226)は微細な受信パターンと比較される。微細な受信パターンは、上述のように粗いフライトの時間によって遅延することがある。例えば、受信パターンを伴うベースバンド信号を、同じ開始する又は初期の時間基準を有する受信ベースバンド信号と受信パターンの両方と比較する代わりに、受信パターンは、粗いステージ決定によって測定された時間遅延と同じ時間だけ遅延し得る。この遅延された受信パターンは、「粗く遅延した微細な抽出パターン」(728)としても呼ばれ得る。
(2730)で、微細なデータストリームと時間が遅延した受信パターンとの間の時間の遅れが計算される。この時間の遅れは、図8から11と関連して上述されるように、微細なデータストリーム中の波長と時間が遅延した受信パターンとの間の一次的重複又は不一致を表し得る。時間の遅れは、微細なデータストリームと時間が遅延した受信パターンとの間の重複を示す波長のエネルギーとして測定され得る。上述したように、時間の遅れを表わす期間(808)、(810)、(904)、(906)(図8及び図9に示されている)は計算され得る。
(2732)で、粗いステージによって測定されたフライトの時間(例えば、「フライトの時間の推測部」)は、時間の遅れによって精製される。例えば、(2730)で計算された時間の遅れは(2716)で計算されたフライトの時間に加えられ得る。代替的に、時間の遅れは、指定された又は知られている分離距離(110)(図1に示す)に関連する又はそれから計算されるフライトの時間など、指定されたフライトの時間に加えられ得る。
(2734)で、((2732)で計算された時間の遅れを含む)フライトの時間は、上述したように、タ−ゲットオブジェクトからの分離距離を計算するために使用される。方法(2700)の流れは、次にループのような様式で(2702)へ戻る。上記の方法は、I及びQチャネルの違いを引き出すために、図12のような並行な経路、又は上述のようなスイッチ又は多重の経路を使用して、別々又は並行してI及びQチャネルについて繰り返すことができる。これらの違いは、エコーの位相を分解するために検査することができる。
1つの実施形態において、微細なステージ決定(例えば、(2732)から(2720)に関連して記載された)の性能は、上述したように、送信された信号とエコー信号のチャネルのI又はQ成分に関して発揮される。例えば、エコー信号(226)(図2に示す)のIチャネルは、上述のように、時間が遅延した受信パターンとエコー信号(226)との間の一次的重複の量を測定するために、検査され得る。超微細ステージ決定を行うために、類似の検査が他の成分又はQチャネルなどのエコー信号のチャネルに対して行われ得る。例えば、エコー信号(226)のIチャネル分析(例えば、微細なステージ)は、同一のエコー信号(226)のQチャネル分析(例えば、超微細なステージ)とともに並行して又は同時に実行され得る。代替的に、微細なステージと超微細なステージは連続的に実行され得、一次的重複を決定するためにQ又はIチャネルの一方が検査される前に、エコー信号と時間が遅延した受信パターンの時間の重複を測定するためにI又はQチャネルのもう一方が検査される。IチャネルとQチャネルの一次的重複は、フライトの時間の粗いステージ決定又は推測値に加えることができる時間の遅れ(例えば、I及びQチャネルの時間の遅れ)を計算するために使用される。このフライトの時間は、上述したように分離距離(110)(図1に示す)を決定するために使用することができる。代替的又は追加的に、IチャネルとQチャネルの波形の時間の遅れは、分離距離又は対象の動きを計算するためにエコーの位相を分解するべく調べることができる。
上述したように、超微細なステージ決定は、代替的に又は追加的に粗いステージ決定と類似するプロセスを含み得る。例えば、粗いステージ決定は、上述のように、データストリームの異なるサブセットの相関値を決定するために受信パターンのIチャネル及びデータストリームを検査し得、それらの相関値から、対象のサブセットと対応するフライトの時間を測定し得る。超微細なステージ判定は、前述のように、データストリームの異なるサブセットの相関値を測定するために受信パターンのQチャネル及びデータストリームの使用することができ、それらの相関値から、対象のサブセット及びフライトの時間を測定することができる。IチャネルとQチャネルからのフライトの時間は、ターゲットに対するフライトの時間及び/又は分離距離を計算するために組み合わせることができる(例えば、平均化)。超微細なステージ決定によって計算された相関値は、ターゲットに対するフライトの時間及び/又は分離距離を決定するために粗いステージ又は微細なステージから時間遅延に加え得る追加の時間を計算するために使用することができる。代替的又は追加的に、IチャネルとQチャネルの波形の相関値は、分離距離やターゲットの動きを計算するために、エコーの位相を分解すべく検査することができる。
他の実施形態において、他の方法(例えば、タ−ゲットオブジェクトまでの分離距離を測定するための方法)が提供される。方法は、分離距離によって送信アンテナから分離されているタ−ゲットオブジェクトに向けて、送信アンテナからの電磁気の第1の送信された信号を送信することを含む。第1の送信された信号は、デジタルビットの第1のシーケンスを表わす第1の送信パターンを含む。方法はまた、タ−ゲットオブジェクトから反射される第1の送信された信号の最初のエコーを受信する工程、第1のエコーを第1のデジタル化されたエコー信号へと変換する工程、及び第1の送信された信号とエコーのフライトの時間を検査するために、デジタルビットの第2のシーケンスを表わす第1の受信パターンを第1のデジタル化されたエコー信号と比較する工程を含む。
別の態様において、方法はフライトの時間に基づいてタ−ゲットオブジェクトまでの分離距離を計算する工程ことも含む。
別の態様において、方法はまた、発振信号を生成し、第1の送信された信号を形成するために、発振信号の少なくとも第1の部分を第1の送信パターンと混合する工程を含む。
別の態様において、第1のデジタル化されたエコー信号へ第1のエコーを変換する工程は、発振信号の少なくとも第2の部分を、タ−ゲットオブジェクトから受信した第1のエコーに基づいているエコー信号と混合する工程を含む。
別の態様において、第1の受信パターンを比較する工程は、サブセットに対する相関値を計算するために、第1の受信パターンのデジタルビットのシーケンスを第1のデジタル化されたエコー信号のサブセットに一致させることを含む。相関値は、第1の受信パターンにおけるデジタルビットのシーケンスと第1のデジタル化されたエコー信号のサブセットとの間の一致の程度を表す。
別の態様において、デジタル化されたエコー信号のサブセットの少なくとも1つは、相関値に基づいて、対象のサブセットとして識別される。フライトの時間は、送信された信号の送信と対象のサブセットの発生の間の時間遅延に基づいて決定することができる。
別の態様において、方法はまた、タ−ゲットオブジェクトに向かって電磁気の第2の送信された信号を送信する工程を含む。第2の送信された信号は、デジタルビットの第2のシーケンスを表わす第2の送信パターンを含む。方法は、タ−ゲットオブジェクトから反射された第2の送信された信号の第2のエコーを受信する工程、第2のエコーを第2のデジタル化されたエコー信号へ変換する工程、及び第2のベースバンドエコー信号の1つ以上の波形と第2の受信パターンの1つ以上の波形との間の一時的な不整合を測定するために、デジタルビットの第3のシーケンスを表わす第2の受信パターンを第2のベースバンドエコー信号と比較する工程を含む。第2の受信パターンと第2デジタル化されたエコー信号との間の時間の遅れを表わす一時的な不整合が抽出され、次いで一時的な時間の遅れが計算される。
別の態様において、方法はフライトの時間に時間の遅れを加える工程も含む。
別の態様において、第2エコーを第2のデジタル化されたエコー信号へ変換する工程は、第2のベースバンドエコー信号の同相(I)チャネル及び第2のベースバンドエコー信号の直角位相(Q)を形成する工程を含む。第2受信パターンを比較する工程は、一時的な不整合のI成分を決定するために、第2受信パターンのIチャネルを第2のデジタル化されたエコー信号と比較する工程、及び一時的な不整合のQ成分を決定するために、第2受信パターンのQチャネルを第2のデジタル化されたエコー信号のQチャネルと比較する工程を含む。
別の態様において、フライトの時間に加えられた時間の遅れは、一時的な不整合のI成分及び一時的な不整合のQ成分を含む。
別の態様において、方法は、一時的な不整合のI成分及び一時的な不整合のQ成分を検査することにより、第1エコー及び第2エコーの相を分解する工程を含み、ここでフライトの時間は分解された相に基づいて計算される。
別の態様において、第1送信パターン、第1受信パターン、第2送信パターン、又は第2受信パターンの少なくとも2つは互いに異なる。
別の態様において、第1送信パターン、第1受信パターン、第2送信パターン、又は第2受信パターンの少なくとも2つはデジタルビットの共通のシーケンスを含む。
他の実施形態において、送信機、受信機、及びベースバンドプロセッサーを含むシステム(例えば、感知システム)が提供される。送信機は、分離距離によって送信アンテナから離れているタ−ゲットオブジェクトに向かって送信アンテナから通信される電磁気の第1の送信された信号を生成するように構成される。第1の送信された信号は、デジタルビットのシーケンスを表わす最初の送信パターンを含む。受信機は、ターゲットオブジェクトから反射される第1の送信された信号のエコーに基づいている第1のデジタル化されたエコー信号を生成するように構成される。相関装置は、第1の送信された信号とエコーのフライトの時間を決定するために、デジタルビットの第2シーケンスを表わす第1受信パターンを、第1のデジタル化されたエコー信号と比較するように構成される。
別の態様において、ベースバンドプロセッサーは、フライトの時間に基づいて、タ−ゲットオブジェクトまでの分離距離を計算するように構成される。
別の態様において、システムは、発振信号を生成するように構成された発振装置も含む。送信機は、第1の送信された信号を形成するために、発振信号の少なくとも第1の部分を、第1送信パターンと混合させるように構成される。
別の態様において、受信機は、第1のベースバンドエコー信号を作り出すために、発振信号の少なくとも第2の部分を受信し、発振信号の少なくとも第2の部分をエコーを表わすエコー信号と混合させるように構成される。
別の態様において、ベースバンドエコー信号は、サブセットに対する相関値を計算するために、第1のデジタル化されたエコー信号へデジタル化され、相関装置は、第1受信パターンのデジタルビットのサブセットを第1のデジタル化されたエコー信号のサブセットと比較するように構成される。相関値は、第1受信パターンとデジタル化されたエコー信号のデジタルビットとの間の一致を表す。
別の態様において、デジタル化されたエコー信号のサブセットの少なくとも1つは、相関値に基づいて、対象のサブセットとして相関装置によって識別される。フライトの時間は、第1の送信された信号の送信と第1のデジタル化されたエコー信号の対象のサブセットの発生の送信との間の時間遅延に基づいて決定される。
別の態様では、送信機はタ−ゲットオブジェクトに向かって電磁気の第2の送信された信号を送信するように構成される。第2の送信された信号は、デジタルビットの第2シーケンスを表わす第2送信パターンを含む。受信機は、ターゲットオブジェクトから反射される第2の送信された信号の第2エコーに基づいた第2のデジタル化されたエコー信号を生成するように構成されている。
別の態様では、受信機は、第2のデジタル化されたエコー信号の同相(I)チャネルおよび第2のデジタル化されたエコー信号の直角位相(Q)チャネルを形成するように構成される。システムはまた、一時的な不整合のI成分を決定するために、第2受信パターンのIチャネルを、第2のデジタル化されたエコー信号のIチャネルと比較するように構成された、ベースバンド処理システムを含むことができる。ベースバンド処理システムはまた、一時的な不整合のQ成分を決定するために、第2受信パターンのQチャネルを、第2のデジタル化されたエコー信号のQチャネルと比較するように構成される。
別の態様では、フライトの時間に加えられる時間の遅れは、一時的な不整合のI成分および一時的な不整合のQ成分を含む。
別の態様では、ベースバンド処理システムは、一時的な不整合のI成分および一時的な不整合のQ成分に基づいて、第1エコーおよび第2エコーの相を分解するように構成される。フライトの時間は、分解される相に基づいて計算される。例えば、フライトの時間は、分解される相における識別された又は測定された差に基づいて、予め決められた又は指定された量が増加または減少され得る。
別の実施形態では、(例えば、ターゲットオブジェクトに対する分離距離の測定のための)別の方法が提供される。方法は、デジタルビットの第1送信パターンを表わす波形を有する第1の送信された信号を送信する工程、および第1の送信された信号の第1の受信されたエコーに基づいて、第1のデジタル化されたエコー信号を生成する工程を含む。第1のデジタル化されたエコー信号は、デジタルビットのデータストリームを表わす波形を含む。方法はまた、1つ以上の他のサブセットよりも第1受信パターンの存在および/または一時的な位置を示す対象のサブセットを識別するために、デジタルビットの第1受信パターンを、第1のデジタル化されたエコー信号におけるデジタルビットのデータストリームの複数の異なるサブセットと比較する工程を含む。方法は、第1の送信された信号のフライトの時間、および第1のデジタル化されたエコー信号におけるデータストリームの開始と、対象のサブセットとの間の時間遅延に基づいた第1の受信されたエコーを識別する工程を含む。
別の態様では、方法はまた、デジタルビットの第2送信パターンを表わす波形を有する第2の送信された信号を送信する工程、および第2ベースバンドエコー信号の同相(I)成分と、第2の送信された信号の第2の受信されたエコーに基づく第2ベースバンドエコー信号の直角位相(Q)成分を生成する工程を含む。第2ベースバンドエコー信号は、デジタルビットのデータストリームを表わす波形を含む。方法はまた、デジタルビットのシーケンスを表わす波形の時間遅延した第2受信パターンを、第2ベースバンドエコー信号と比較する工程を含む。第2受信パターンは、対象のサブセットの時間遅延によって、第2の送信された信号の送信の時間から遅延される。第2受信パターンの同相(I)成分は、第2受信パターンと第2ベースバンドエコー信号との間の第1の一時的な不整合を識別するために、第2ベースバンドエコー信号のI成分と比較される。第2受信パターンの同相(Q)成分は、第2受信パターンと第2ベースバンドエコー信号との間の第2の一時的な不整合を識別するために、第2ベースバンドエコー信号のQ成分と比較される。方法はまた、第1および第2の一時的な不整合によってフライトの時間を増加させる工程を含む。
別の態様では、方法はまた、第1または第2の一時的な不整合の1つ以上の変化に基づいて、ターゲットオブジェクトの運動を識別する工程を含む。
別の態様では、第1送信パターンは、第1受信パターンとは異なる。
上記の記載が、例示的であり、限定的でないと意図されることを理解されたい。例えば、上述の実施形態(および/またはその態様)は、互いに組み合わせて使用されてもよい。さらに、多くの変更が、その範囲から逸脱せずに、特定の状況または材料を本発明の主題の教示に適応させるためになされてもよい。本明細書に記載される材料の寸法およびタイプは、本発明の主題のパラメーターを定義するように意図されているが、決して限定するものではなく、典型的な実施形態である。他の多くの実施形態は、上の記載の検討によって、当業者に明白となる。したがって、本明細書に記載される主題の範囲は、添付の請求項に関して、このような請求項が与えられる同等物の十分な範囲とともに決定されるべきである。添付の請求項において、用語「含む工程(including)」および「ここで(in which)」は、それぞれの用語のプレイン・イングリッシュの同等物「含む工程(comprising)」および「ここで(wherein)」として使用される。その上、以下の請求項において、用語「第1」、「第2」および「第3」などは、単にラベルとして使用され、それらのオブジェクトに対する数の必要条件を課すようには意図されない。さらに、以下の請求項の限定は、ミーンズ・プラス・ファンクション(means−plus−function)のフォーマットでは書かれておらず、そのような請求項の限定が、句「〜のための手段(means for)」またその後にさらなる構造を欠く機能の記述を明白に使用しない限り及び使用するまで、アメリカ合衆国法典第35巻第112条第6パラグラフに基づいて解釈されるようには意図されていない。
このリトゥン・ディスクリプション(written description)は、ベストモード(best mode)を含む、本発明の主題のいくつかの実施形態を開示するための、およびまた当業者が、任意の装置またはシステムを製造し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含む、本明細書に開示される実施形態を実施することを可能にするための例を使用する。主題の特許可能な範囲は、請求項によって定義され、当業者が想到する他の例を含んでもよい。このような他の例は、請求項の文言通りの(literal)用語とは異ならない構造要素を有する場合、または請求項の文言通りの用語との非実質的な(insubstantial)違いを有する同等の構造要素を含む場合に、請求項の範囲内にあるように意図される。
開示される主題の特定の実施形態の前述の記載は、添付の図面と併用して参照されるときに一層よく理解されるであろう。図が様々な実施形態の機能的ブロックの図を示す程度まで、機能的ブロックは、ハードウェア回路間の分離(division)を必ずしも示さない。したがって、例えば、機能的ブロック(例えば、プロセッサーまたはメモリ)の1つ以上は、ハード単体(例えば、汎用信号プロセッサー、マイクロコントローラ−、ランダムアクセスメモリ、ハードディスクなど)で実施されてもよい。同様に、プログラムは、例えば、スタンドアロンプログラムであってもよく、オペレーティングシステムにおいてサブルーチンとして組み込まれてもよく、インストールされたソフトウェアパッケージにおける機能であってもよい。様々な実施形態は、図面で示される配置および手段(instrumentality)に限定されない。
本明細書で使用されるように、単数形で詳述される及び単語「a」また「an」で進められる要素または工程は、明確に述べられていない限り、複数の前記要素または工程を排除しないと理解されたい。さらに、本発明の主題の「1つの実施形態」への言及は、詳述される特徴も組み込む追加の実施形態の存在を排除すると解釈されるようには意図されない。その上、明示的に反対に(to the contrary)述べられない限り、特定の特性を有する要素または複数の要素を「含む(comprising)」「含む(including)」、または「有する(having)」実施形態は、その特性を有していない追加のこのような要素を含んでもよい。
本明細書に関係する主題の精神および範囲から逸脱することなく、上述のシステムおよび方法において特定の変更がなされるため、上述の又は添付の図面で示される主題のすべては、本明細書の本発明概念を例示する例として単に理解されるものとし、開示される主題を限定するものとして解釈されないものとすることが意図される。

Claims (32)

  1. デジタルビットの第1シーケンスを表わす第1送信パターンを含む、電磁気の第1の送信された信号を、分離距離によって送信アンテナから分離されるターゲットオブジェクトへと送信する工程;
    ターゲットオブジェクトから反射される電磁気の第1の送信された信号の第1エコーを受信する工程;
    第1エコーを第1のデジタル化されたエコー信号に変換する工程;および
    電磁気の第1の送信された信号とエコーのフライトの時間を決定するために、デジタルビットの第2シーケンスを表わす第1受信パターンを、第1のデジタル化されたエコー信号と比較する工程を含む方法。
  2. フライトの時間に基づいてターゲットオブジェクトに対する分離距離を計算する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 電磁気の第1の送信された信号を形成するために、発振信号を生成し、発振信号の少なくとも第1の部分を第1送信パターンと混合する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  4. 第1エコーを第1のデジタル化されたエコー信号に変換する工程は、発振信号の少なくとも第2の部分を、ターゲットオブジェクトから受信された第1エコーに基づくエコー信号と混合する工程を含むことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
  5. 第1受信パターンを比較する工程は、サブセットに対する相関値を計算するために、第1受信パターンのデジタルビットのシーケンスを、第1のデジタル化されたエコー信号のサブセットに一致させる工程を含み、該相関値は、第1受信パターンにおけるデジタルビットのシーケンスと、第1のデジタル化されたエコー信号のサブセットとの間の一致の程度を表わすことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  6. 第1のデジタル化されたエコー信号のサブセットの少なくとも1つは、相関値に基づいた対象のサブセットとして識別され、フライトの時間は、送信された信号の送信と、対象のサブセットの発生との間の時間遅延に基づいて決定されることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
  7. 第1受信パターンを比較する工程は、サブセットに対する第1相関値を計算するために、第1受信パターンのデジタルビットのシーケンスを、第1のデジタル化されたエコー信号の同相(I)の成分のサブセットに一致させる工程、およびサブセットに対する第2相関値を計算するために、第1受信パターンのデジタルビットのシーケンスを、第1のデジタル化されたエコー信号の直角位相(Q)の成分のサブセットに一致させる工程を含み、第1および第2の相関値は、第1受信パターンにおけるデジタルビットのシーケンスと、第1のデジタル化されたエコー信号のIおよびQの成分との間の一致の程度を表わすことを特徴とする、請求項5に記載の方法。
  8. 第1のデジタル化されたエコー信号のIの成分のサブセットの少なくとも1つは、相関値に基づいた対象の第1サブセットとして識別され、第1のデジタル化されたエコー信号のQの成分のサブセットの少なくとも1つは、相関値に基づいた対象の第2サブセットとして識別され、およびフライトの時間は、送信された信号の送信と、対象の第1サブセットの発生との間の第1の時間遅延、および送信された信号の送信と、対象の第1サブセットの発生との間の第2の時間遅延に基づいて決定されることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
  9. デジタルビットの第2シーケンスを表わす第2送信パターンを含む、電磁気の第2の送信された信号をターゲットオブジェクトへと送信する工程;
    ターゲットオブジェクトから反射される電磁気の第2の送信された信号の第2エコーを受信する工程;
    第2エコーを第2のデジタル化されたエコー信号に変換する工程;および
    第2のベースバンドエコー信号の1つ以上の波形と、第2受信パターンの1つ以上の波形との間の一時的な不整合を決定するために、デジタルビットの第3シーケンスを表わす第2受信パターンを、第2のベースバンドエコー信号と比較する工程であって、該一時的な不整合が、第2受信パターンと第2のベースバンドエコー信号との間の時間の遅れを表わす工程、をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  10. 時間の遅れをフライトの時間に加える工程をさらに含むことを特徴とする、請求項9に記載の方法。
  11. 第2エコーを第2のデジタル化されたエコー信号に変換する工程は、第2のデジタル化されたエコー信号の同相(I)のチャネルおよび第2のデジタル化されたエコー信号の直角位相(Q)のチャネルを形成する工程、および第2受信パターンを比較する工程は、一時的な不整合のIの成分を決定するために、第2受信パターンのIのチャネルを、第2のデジタル化されたエコー信号のIのチャネルと比較し、一時的な不整合のQの成分を決定するために、第2受信パターンのQのチャネルを、第2のデジタル化されたエコー信号のQのチャネルと比較する工程を含むことを特徴とする、請求項9に記載の方法。
  12. フライトの時間に加えられる時間の遅れは、一時的な不整合のIの成分および一時的な不整合のQの成分を含むことを特徴とする、請求項11に記載の方法。
  13. 一時的な不整合のIの成分および一時的な不整合のQの成分を検査することによって、第1エコーおよび第2エコーの相を分解する工程をさらに含み、ここで、フライトの時間は、分解される相に基づいて計算されることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
  14. 第1送信パターン、第1受信パターン、第2送信パターン、または第2受信パターンの少なくとも2つは、互いに異なることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
  15. 第1送信パターン、第1受信パターン、第2送信パターン、または第2受信パターンの少なくとも2つは、デジタルビットの共通のシーケンスを含むことを特徴とする、請求項9に記載の方法。
  16. 分離距離によって送信アンテナから分離されるターゲットオブジェクトへと通信される、デジタルビットのシーケンスを表わす第1送信パターンを含む、電磁気の第1の送信された信号を生成するように構成された、送信機;
    ターゲットオブジェクトから反射される電磁気の第1の送信された信号のエコーに基づく第1のデジタル化されたエコー信号を生成するように構成された、受信機;および
    電磁気の第1の送信された信号とエコーのフライトの時間を決定するために、デジタルビットの第2シーケンスを表わす第1受信パターンを、第1のデジタル化されたエコー信号と比較するように構成された、相関装置、を含むシステム。
  17. ベースバンドプロセッサーは、フライトの時間に基づいてターゲットオブジェクトに対する分離距離を計算するように構成されることを特徴とする、請求項16に記載のシステム。
  18. 発振信号を生成するように構成された発振装置をさらに含み、ここで、送信機は、電磁気の第1の送信された信号を形成するために、発振信号の少なくとも第1の部分を第1送信パターンと混合するように構成されることを特徴とする、請求項16に記載のシステム。
  19. 受信機は、発振信号の少なくとも第2の部分を受信するように、および第1のデジタル化されたエコー信号を作成するために、発振信号の少なくとも第2の部分をエコーを表わすエコー信号と混合するように構成されることを特徴とする、請求項18に記載のシステム。
  20. 相関装置は、サブセットに対する相関値を計算するために、第1受信パターンのデジタルビットのシーケンスを、第1のデジタル化されたエコー信号のサブセットと比較するように構成され、該相関値は、第1受信パターンと第1のデジタル化されたエコー信号のデジタルビットとの間の一致の程度を表わすことを特徴とする、請求項16に記載のシステム。
  21. 第1のデジタル化されたエコー信号のサブセットの少なくとも1つは、相関値に基づいた対象のサブセットとして相関装置によって識別され、フライトの時間は、電磁気の第1の送信された信号の送信と、第1のデジタル化されたエコー信号における対象のサブセットの発生との間の時間遅延に基づいて決定されることを特徴とする、請求項20に記載のシステム。
  22. 送信機は、デジタルビットの第2シーケンスを表わす第2送信パターンを含む、電磁気の第2の送信された信号をターゲットオブジェクトへと送信するように構成され、受信機は、ターゲットオブジェクトから反射される電磁気の第2の送信された信号の第2エコーに基づいた第2のベースバンドエコー信号を作成するように構成され、およびベースバンドプロセッサーは、第2のベースバンドエコー信号の1つ以上の波形と、第2受信パターンの1つ以上の波形との間の一時的な不整合を決定するために、デジタルビットの第3シーケンスを表わす第2受信パターンを、第2のベースバンドエコー信号と比較するように構成され、該一時的な不整合が、第2受信パターンと、フライトの時間に加えられる第2のベースバンドエコー信号との間の時間の遅れを表わすことを特徴とする、請求項20に記載のシステム。
  23. 受信機は、第2のデジタル化されたエコー信号の同相(I)のチャネルおよび第2のベースバンドエコー信号の直角位相(Q)のチャネルを形成するように構成され、システムは、一時的な不整合のIの成分を決定するために、第2受信パターンの第2のIチャネルを、第2のベースバンドエコー信号のIチャネルと比較するように構成された、ベースバンド処理システムをさらに含み、該ベースバンド処理システムはまた、一時的な不整合のQの成分を決定するために、第2受信パターンの第2のQチャネルを、第2のベースバンドエコー信号のQチャネルと比較するように構成されることを特徴とする、請求項20に記載のシステム。
  24. フライトの時間に加えられる時間の遅れは、一時的な不整合のIの成分および一時的な不整合のQの成分を含むことを特徴とする、請求項23に記載のシステム。
  25. ベースバンド処理システムは、一時的な不整合のIの成分および一時的な不整合のQの成分に基づいた第1エコーおよび第2エコーの相を分解するように構成され、フライトの時間は、分解される相に基づいて計算されることを特徴とする、請求項24に記載のシステム。
  26. 相関装置は、サブセットに対する第1相関値を計算するために、第1受信パターンのデジタルビットのシーケンスを、第1のデジタル化されたエコー信号の同相(I)のチャネルのサブセットと比較するように、およびサブセットに対する第2相関値を計算するために、デジタルビットのシーケンスを、第1のデジタル化されたエコー信号の直角位相(Q)のチャネルのサブセットと比較するように構成され、第1および第2の相関値は、第1受信パターンと、第1のデジタル化されたエコー信号のデジタルビットとの間の一致の程度を表わすことを特徴とする、請求項16に記載のシステム。
  27. 第1のデジタル化されたエコー信号のIチャネルにおけるサブセットの少なくとも1つおよび第1のデジタル化されたエコー信号のQチャネルにおけるサブセットの少なくとも1つは、相関値に基づいた対象のサブセットとして相関装置によって識別され、フライトの時間は、電磁気の第1の送信された信号の送信と、第1のデジタル化されたエコー信号のIおよびQのチャネルにおける対象のサブセットの発生との間の時間遅延に基づいて決定されることを特徴とする、請求項26に記載のシステム。
  28. デジタルビットの第1送信パターンを表わす波形を有する第1の送信された信号を送信する工程;
    第1の送信された信号の第1の受信されたエコーに基づく、デジタルビットのデータストリームを表わす波形を含む、第1のデジタル化されたエコー信号を生成する工程;
    1つ以上の他のサブセットよりも第1受信パターンに密接に一致する対象のサブセットを識別するために、デジタルビットの第1受信パターンを、第1のデジタル化されたエコー信号におけるデジタルビットのデータストリームの複数の異なるサブセットと比較する工程;および
    第1のデジタル化されたエコー信号におけるデータストリームの開始と対象のサブセットとの間の時間遅延に基づいて、第1の送信された信号と第1受信エコーのフライトの時間を識別する工程、を含む方法。
  29. デジタルビットの第2送信パターンを表わす波形を有する第2の送信された信号を送信する工程;
    第2の送信された信号の第2の受信したエコーに基づく、デジタルビットのデータストリームを表わす波形を含む、第2のベースバンドエコー信号の同相(I)の成分および第2のベースバンドエコー信号の直角位相(Q)の成分を生成する工程;
    デジタルビットのシーケンスを表わす波形の、対象のサブセットの時間遅延によって第2の送信された信号の送信の時間から遅延した、第2受信パターンを、第2のベースバンドエコー信号と比較する工程であって、ここで、第2受信パターンの同相(I)の成分は、第2受信パターンと第2のベースバンドエコー信号との間の第1の一時的な不整合を識別するために、第2のベースバンドエコー信号のIの成分と比較され、第2受信パターンの直角位相(Q)の成分は、第2受信パターンと第2のベースバンドエコー信号との間の第2の一時的な不整合を識別するために、第2のベースバンドエコー信号のQの成分と比較される工程;および
    第1および第2の一時的な不整合によってフライトの時間を増加させる工程、をさらに含むことを特徴とする、請求項28に記載の方法。
  30. 第1または第2の一時的な不整合の1つ以上の変化に基づいて、ターゲットオブジェクトの分離距離、フライトの時間または運動を識別する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項29に記載の方法。
  31. デジタルビットの第1受信パターンを、第1のデジタル化されたエコー信号におけるデジタルビットのデータストリームのサブセットと比較する工程は、第1の対象のサブセットを識別するために、第1受信パターンを、第1のデジタル化されたエコー信号の同相(I)のチャネルのサブセットと比較し、第1受信パターンを、第2のデジタル化されたエコー信号の直角位相(Q)のチャネルのサブセットと比較する工程を含み、ここで、フライトの時間は、第1のデジタル化されたエコー信号のIチャネルのデータストリームの開始と、対象の第1サブセットとの間、および第1のデジタル化されたエコー信号のQチャネルのデータストリームの開始の間の時間遅延に基づいている、ことを特徴とする、請求項28に記載の方法。
  32. 第1送信パターンは、第1受信パターンとは異なることを特徴とする、請求項28に記載の方法。
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US (8) US9019150B2 (ja)
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WO (1) WO2012154262A2 (ja)

Families Citing this family (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9341705B2 (en) * 2008-01-31 2016-05-17 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Passive ranging of a target
EP2678709B1 (en) 2011-02-21 2018-03-28 Transrobotics, Inc. System and method for sensing distance and/or movement
DE102012200729A1 (de) * 2012-01-19 2013-07-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Umfelderfassungsvorrichtung zur Bestimmung der Position und/oder der Bewegung mindestens eines Objektes in der Umgebung eines Fahrzeuges mittels von an dem Objekt reflektierten akustischen Signalen
US10206610B2 (en) 2012-10-05 2019-02-19 TransRobotics, Inc. Systems and methods for high resolution distance sensing and applications
US9116239B1 (en) * 2013-01-14 2015-08-25 Rockwell Collins, Inc. Low range altimeter antenna
EP2808760B1 (en) * 2013-05-29 2023-08-16 Dassault Systèmes Body posture tracking
WO2015111159A1 (ja) * 2014-01-22 2015-07-30 株式会社ワコム 位置指示器、位置検出装置、位置検出回路及び位置検出方法
WO2015184406A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 Texas Tech University System Hybrid fmcw-intererometry radar for positioning and monitoring and methods of using the same
US9857453B1 (en) * 2014-06-30 2018-01-02 Lockheed Martin Corporation High-frequency indicator phase system and method
JP6311516B2 (ja) * 2014-07-30 2018-04-18 株式会社Soken 超音波式物体検出装置
JP6404075B2 (ja) * 2014-10-10 2018-10-10 株式会社日本ジー・アイ・ティー 生体情報検出レーダ装置
US10325329B2 (en) 2014-12-12 2019-06-18 Mcafee, Inc. Smart home security of metered data using a mask
US10012725B2 (en) * 2014-12-19 2018-07-03 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus for living object protection having extended functionality in wireless power transfer applications
CA2958003C (en) 2016-02-19 2022-04-05 Paul Stanley Addison System and methods for video-based monitoring of vital signs
US10129853B2 (en) 2016-06-08 2018-11-13 Cognitive Systems Corp. Operating a motion detection channel in a wireless communication network
EP3298874B1 (en) * 2016-09-22 2020-07-01 Honda Research Institute Europe GmbH Robotic gardening device and method for controlling the same
US10401485B2 (en) * 2016-11-30 2019-09-03 GM Global Technology Operations LLC Method to resolve interfering targets jointly at multiple dimensions
US10004076B1 (en) 2017-03-16 2018-06-19 Cognitive Systems Corp. Selecting wireless communication channels based on signal quality metrics
US9927519B1 (en) 2017-03-16 2018-03-27 Cognitive Systems Corp. Categorizing motion detected using wireless signals
US9989622B1 (en) 2017-03-16 2018-06-05 Cognitive Systems Corp. Controlling radio states for motion detection
US10813809B2 (en) 2017-07-12 2020-10-27 Hill-Rom Services, Inc. Patient immersion sensor using radar
US10051414B1 (en) 2017-08-30 2018-08-14 Cognitive Systems Corp. Detecting motion based on decompositions of channel response variations
US10109167B1 (en) 2017-10-20 2018-10-23 Cognitive Systems Corp. Motion localization in a wireless mesh network based on motion indicator values
US10048350B1 (en) 2017-10-31 2018-08-14 Cognitive Systems Corp. Motion detection based on groupings of statistical parameters of wireless signals
US10228439B1 (en) 2017-10-31 2019-03-12 Cognitive Systems Corp. Motion detection based on filtered statistical parameters of wireless signals
WO2019094893A1 (en) 2017-11-13 2019-05-16 Covidien Lp Systems and methods for video-based monitoring of a patient
US10109168B1 (en) 2017-11-16 2018-10-23 Cognitive Systems Corp. Motion localization based on channel response characteristics
US10108903B1 (en) 2017-12-08 2018-10-23 Cognitive Systems Corp. Motion detection based on machine learning of wireless signal properties
EP3502744B1 (en) * 2017-12-20 2020-04-22 Leica Geosystems AG Near-field pulse detection
US10788577B2 (en) * 2017-12-29 2020-09-29 Texas Instruments Incorporated Time of flight absolute position measurement
DE102018200751A1 (de) * 2018-01-18 2019-07-18 Robert Bosch Gmbh Radarvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung
CN110389351B (zh) * 2018-04-16 2021-03-26 宁波飞芯电子科技有限公司 Tof距离传感器、传感阵列及基于tof距离传感器的测距方法
DE102018117145A1 (de) * 2018-07-16 2020-01-16 Balluff Gmbh Multifeldzonen-Näherungssensor sowie ein Verfahren zur Messung eines Abstands eines Objekts vom Multifeldzonen-Näherungssensor
US11311252B2 (en) 2018-08-09 2022-04-26 Covidien Lp Video-based patient monitoring systems and associated methods for detecting and monitoring breathing
CA3054216C (en) 2018-09-05 2023-08-01 Honeywell International Inc. Methods and systems for improving infection control in a facility
US20200088844A1 (en) * 2018-09-18 2020-03-19 Velodyne Lidar, Inc. Systems and methods for improving detection of a return signal in a light ranging and detection system with pulse encoding
US11210517B2 (en) * 2018-09-18 2021-12-28 TransRobotics, Inc. Technologies for acting based on object detection
US10741906B2 (en) 2018-09-28 2020-08-11 Apple Inc. Electronic devices having communications and ranging capabilities
US20200132832A1 (en) 2018-10-25 2020-04-30 TransRobotics, Inc. Technologies for opportunistic synthetic aperture radar
US10978199B2 (en) 2019-01-11 2021-04-13 Honeywell International Inc. Methods and systems for improving infection control in a building
US10735035B1 (en) 2019-03-11 2020-08-04 Apple Inc. Sensor circuit with tracking filter and leakage rejection
EP3719532B1 (en) 2019-04-04 2022-12-28 Transrobotics, Inc. Technologies for acting based on object tracking
JP7429054B2 (ja) 2019-04-30 2024-02-07 ツェンダー インク. レーダデータを結合するためのシステムおよび方法
EP4004879A1 (en) * 2019-07-30 2022-06-01 ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Authenticating proximity via time-of-flight
US20230145623A1 (en) 2019-07-31 2023-05-11 TransRobotics, Inc. Technologies for cooperative positioning
EP4042195A1 (en) * 2019-10-08 2022-08-17 Transrobotics, Inc. System and method for sensing distance and/or movement using communication overlay
CN111608645B (zh) * 2020-05-28 2021-10-08 中国矿业大学(北京) 一种钻孔定向探地雷达装置
US11620594B2 (en) 2020-06-12 2023-04-04 Honeywell International Inc. Space utilization patterns for building optimization
US11914336B2 (en) 2020-06-15 2024-02-27 Honeywell International Inc. Platform agnostic systems and methods for building management systems
US11783652B2 (en) 2020-06-15 2023-10-10 Honeywell International Inc. Occupant health monitoring for buildings
US11783658B2 (en) 2020-06-15 2023-10-10 Honeywell International Inc. Methods and systems for maintaining a healthy building
US11184739B1 (en) 2020-06-19 2021-11-23 Honeywel International Inc. Using smart occupancy detection and control in buildings to reduce disease transmission
US11823295B2 (en) 2020-06-19 2023-11-21 Honeywell International, Inc. Systems and methods for reducing risk of pathogen exposure within a space
US11619414B2 (en) 2020-07-07 2023-04-04 Honeywell International Inc. System to profile, measure, enable and monitor building air quality
US11402113B2 (en) 2020-08-04 2022-08-02 Honeywell International Inc. Methods and systems for evaluating energy conservation and guest satisfaction in hotels
US11444367B2 (en) * 2020-08-11 2022-09-13 GM Global Technology Operations LLC Glass-mounted antenna package for a motor vehicle
EP3964328B1 (de) * 2020-09-07 2023-12-06 Sick Ag Überprüfung eines werkzeugs einer werkzeugmaschine
US11894145B2 (en) 2020-09-30 2024-02-06 Honeywell International Inc. Dashboard for tracking healthy building performance
CN112700431B (zh) * 2021-01-11 2022-08-05 武汉大学 基于遥感影像的洪水覆盖面的提取方法
CN112904355A (zh) * 2021-01-22 2021-06-04 武汉徕得智能技术有限公司 对多路缩放后的激光脉冲测距回波信号无干扰叠加的方法
US11747463B2 (en) 2021-02-25 2023-09-05 Cherish Health, Inc. Technologies for tracking objects within defined areas
US11662115B2 (en) 2021-02-26 2023-05-30 Honeywell International Inc. Hierarchy model builder for building a hierarchical model of control assets
US11372383B1 (en) 2021-02-26 2022-06-28 Honeywell International Inc. Healthy building dashboard facilitated by hierarchical model of building control assets
US11474489B1 (en) 2021-03-29 2022-10-18 Honeywell International Inc. Methods and systems for improving building performance
US11980813B2 (en) 2021-05-04 2024-05-14 Ztag, Inc. System and method of using a virtual focal point in real physical game
AU2021107064B4 (en) * 2021-08-24 2022-08-25 Rudder Technology Pty Ltd Non-contact human respiration detection with radar signals
US12038187B2 (en) 2021-09-28 2024-07-16 Honeywell International Inc. Multi-sensor platform for a building
US20240212200A1 (en) * 2022-06-28 2024-06-27 Covidien Lp Sensor alignment for a non-contact patient monitoring system
US20240036199A1 (en) * 2022-08-01 2024-02-01 Imec Vzw Method and a device for determining a distance to a target
CN117471480B (zh) * 2023-12-27 2024-04-26 闽都创新实验室 一种多脉冲阶梯功率探测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3906213A (en) * 1973-03-27 1975-09-16 Thomson Csf Correlation system for delay measurement
JPH05256936A (ja) * 1992-03-13 1993-10-08 Japan Radio Co Ltd 車載レーダ装置
JPH0627229A (ja) * 1992-07-06 1994-02-04 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置
JPH10197624A (ja) * 1997-01-16 1998-07-31 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency 信号抽出装置
JP2000121726A (ja) * 1998-10-16 2000-04-28 Denso Corp 距離測定装置
WO2006106774A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. スペクトル拡散型レーダ装置

Family Cites Families (185)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3019430A (en) * 1957-06-04 1962-01-30 Research Corp Distance-measuring apparatus and method
US3447155A (en) * 1967-11-09 1969-05-27 Webb James E Ranging system
US3778160A (en) * 1970-12-18 1973-12-11 Martin Marietta Corp Electronic distance measuring device and method
GB1378754A (en) 1971-09-07 1974-12-27 Peak Technologies Ltd Patient monitoring
DE3219423C2 (de) * 1981-06-09 1986-04-30 MTC, Meßtechnik und Optoelektronik AG, Neuenburg/Neuchâtel Entfernungsmeßverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchführung
US7663502B2 (en) 1992-05-05 2010-02-16 Intelligent Technologies International, Inc. Asset system control arrangement and method
US4513748A (en) 1983-08-30 1985-04-30 Rca Corporation Dual frequency heart rate monitor utilizing doppler radar
JPS629229A (ja) 1985-07-05 1987-01-17 Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd レ−ザパワ−メ−タ
JPH0753286Y2 (ja) 1986-09-05 1995-12-06 原田工業株式会社 車両用電動アンテナ
JPH0627229Y2 (ja) 1989-04-05 1994-07-27 日本鋼管株式会社 金属板コイルの梱包用キャップ製造装置
US5131754A (en) 1989-09-21 1992-07-21 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Method of and device for detecting position of body
DE4005598C2 (de) 1990-02-22 2000-06-15 Bosch Gmbh Robert Schutzverfahren für Fahrzeuginsassen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
FR2666903B1 (fr) * 1990-09-18 1993-09-24 Snecma Procede telemetrique pour mesurer de courtes distances.
JP3035336B2 (ja) 1990-11-27 2000-04-24 興和株式会社 血流測定装置
US5274271A (en) 1991-07-12 1993-12-28 Regents Of The University Of California Ultra-short pulse generator
JPH0733325Y2 (ja) 1992-01-13 1995-07-31 飯塚電気工業株式会社 レバースイッチ
US7887089B2 (en) 1992-05-05 2011-02-15 Automotive Technologies International, Inc. Vehicular occupant protection system control arrangement and method using multiple sensor systems
US5523760A (en) 1993-04-12 1996-06-04 The Regents Of The University Of California Ultra-wideband receiver
US5661490A (en) 1993-04-12 1997-08-26 The Regents Of The University Of California Time-of-flight radio location system
US5774091A (en) 1993-04-12 1998-06-30 The Regents Of The University Of California Short range micro-power impulse radar with high resolution swept range gate with damped transmit and receive cavities
US5519400A (en) 1993-04-12 1996-05-21 The Regents Of The University Of California Phase coded, micro-power impulse radar motion sensor
US5510800A (en) 1993-04-12 1996-04-23 The Regents Of The University Of California Time-of-flight radio location system
US5517198A (en) 1993-04-12 1996-05-14 The Regents Of The University Of California Ultra-wideband directional sampler
US5345471A (en) 1993-04-12 1994-09-06 The Regents Of The University Of California Ultra-wideband receiver
US5361070B1 (en) 1993-04-12 2000-05-16 Univ California Ultra-wideband radar motion sensor
US5757320A (en) 1993-04-12 1998-05-26 The Regents Of The University Of California Short range, ultra-wideband radar with high resolution swept range gate
US5457394A (en) 1993-04-12 1995-10-10 The Regents Of The University Of California Impulse radar studfinder
JPH0735849A (ja) * 1993-06-25 1995-02-07 Japan Radio Co Ltd 衝突予防レーダ装置
US5321409A (en) * 1993-06-28 1994-06-14 Hughes Missile Systems Company Radar system utilizing chaotic coding
US5366241A (en) 1993-09-30 1994-11-22 Kithil Philip W Automobile air bag system
US5465094A (en) 1994-01-14 1995-11-07 The Regents Of The University Of California Two terminal micropower radar sensor
JPH07333325A (ja) * 1994-06-13 1995-12-22 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置
US5573012A (en) 1994-08-09 1996-11-12 The Regents Of The University Of California Body monitoring and imaging apparatus and method
US5589838A (en) 1994-09-06 1996-12-31 The Regents Of The University Of California Short range radio locator system
US5471198A (en) 1994-11-22 1995-11-28 Newham; Paul Device for monitoring the presence of a person using a reflective energy beam
JPH08166448A (ja) 1994-12-13 1996-06-25 Honda Motor Co Ltd 車両用周囲監視装置
US5754144A (en) 1996-07-19 1998-05-19 The Regents Of The University Of California Ultra-wideband horn antenna with abrupt radiator
US5793327A (en) * 1996-12-18 1998-08-11 Raytheon Company CW radar range measuring system
US6219596B1 (en) * 1997-09-18 2001-04-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Automated highway tracking and communication system and method
US5966090A (en) 1998-03-16 1999-10-12 Mcewan; Thomas E. Differential pulse radar motion sensor
US6466125B1 (en) 1998-03-23 2002-10-15 Time Domain Corporation System and method using impulse radio technology to track and monitor people needing health care
US6504483B1 (en) 1998-03-23 2003-01-07 Time Domain Corporation System and method for using impulse radio technology to track and monitor animals
US6176837B1 (en) 1998-04-17 2001-01-23 Massachusetts Institute Of Technology Motion tracking system
US6060915A (en) 1998-05-18 2000-05-09 Mcewan; Thomas E. Charge transfer wideband sample-hold circuit
US6031504A (en) 1998-06-10 2000-02-29 Mcewan; Thomas E. Broadband antenna pair with low mutual coupling
US6031421A (en) 1998-07-22 2000-02-29 Mcewan; Thomas E. Controlled gain amplifier with variable control exponent
US6137438A (en) 1998-07-22 2000-10-24 Thomas E. McEwan Precision short-range pulse-echo systems with automatic pulse detectors
US6195047B1 (en) 1998-10-28 2001-02-27 Raytheon Company Integrated microelectromechanical phase shifting reflect array antenna
US6191724B1 (en) 1999-01-28 2001-02-20 Mcewan Thomas E. Short pulse microwave transceiver
US6072427A (en) 1999-04-01 2000-06-06 Mcewan; Thomas E. Precision radar timebase using harmonically related offset oscillators
US6373428B1 (en) 1999-04-01 2002-04-16 Mcewan Technologies, Llc Self locking dual frequency clock system
EP1103004A1 (de) * 1999-05-26 2001-05-30 Robert Bosch Gmbh Objektdetektionssystem
US6177903B1 (en) 1999-06-14 2001-01-23 Time Domain Corporation System and method for intrusion detection using a time domain radar array
JP2001022977A (ja) * 1999-07-06 2001-01-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 路側アンテナ装置
US7904139B2 (en) 1999-08-26 2011-03-08 Non-Invasive Technology Inc. Optical examination of biological tissue using non-contact irradiation and detection
US6492933B1 (en) 1999-09-02 2002-12-10 Mcewan Technologies, Llc SSB pulse Doppler sensor and active reflector system
US6492904B2 (en) 1999-09-27 2002-12-10 Time Domain Corporation Method and system for coordinating timing among ultrawideband transmissions
US6414627B1 (en) 1999-10-12 2002-07-02 Mcewan Technologies, Llc Homodyne swept-range radar
US6590519B2 (en) 1999-12-22 2003-07-08 Hot/Shot Radar Inspections, Llc Method and system for identification of subterranean objects
EP1274347B1 (en) 2000-04-07 2008-08-13 Remo Ehf. Breathing movement measurements and apparatus
US6462705B1 (en) 2000-08-17 2002-10-08 Mcewan Technologies, Llc Spread spectrum radar clock
DE10041094A1 (de) * 2000-08-22 2003-12-04 Bosch Gmbh Robert Sensorsystem und Verfharen, insbesondere zur Entfernungsbestimmung
US6535161B1 (en) 2000-11-28 2003-03-18 Mcewan Technologies, Llc Loop powered radar rangefinder
DE10104022A1 (de) * 2001-01-31 2002-08-01 Bosch Gmbh Robert Radareinrichtung und Verfahren zum Codieren einer Radareinrichtung
US6426716B1 (en) 2001-02-27 2002-07-30 Mcewan Technologies, Llc Modulated pulse doppler sensor
US20020176511A1 (en) * 2001-03-16 2002-11-28 Fullerton Larry W. High pulse-rate radio-frequency apparatus and associated methods
US6522290B2 (en) 2001-05-29 2003-02-18 Lockheed Martin Corporation Transmit phase removal in FM homodyne radars
US6456231B1 (en) 2001-06-01 2002-09-24 Mcewan Technologies, Llc Radar sensor having a CFAR detector
US6661342B2 (en) 2001-06-04 2003-12-09 Time Domain Corporation System and method for using impulse radio technology to track the movement of athletes and to enable secure communications between the athletes and their teammates, fans or coaches
US20020189336A1 (en) 2001-06-15 2002-12-19 Mcewan Technologies, Llc Radar monitoring system for tires and wheels
JP4058286B2 (ja) 2002-03-29 2008-03-05 住友大阪セメント株式会社 監視装置
JP4549587B2 (ja) 2001-07-26 2010-09-22 株式会社ホンダエレシス Fmcwレーダ装置
US6531977B2 (en) 2001-08-03 2003-03-11 Mcewan Technologies, Llc Pulse center detector for radars and reflectometers
US6747599B2 (en) 2001-10-11 2004-06-08 Mcewan Technologies, Llc Radiolocation system having writing pen application
JP3952367B2 (ja) * 2001-12-11 2007-08-01 日本電気株式会社 レーダ装置
KR20030050150A (ko) 2001-12-18 2003-06-25 현대자동차주식회사 도로 상황 판정 시스템 및 그 방법
US6587072B1 (en) 2002-03-22 2003-07-01 M/A-Com, Inc. Pulse radar detection system
DE10213987A1 (de) 2002-03-27 2003-10-16 Bosch Gmbh Robert Einrichtung für insbesondere bistatische Anwendungen
US6744401B2 (en) 2002-05-13 2004-06-01 Honeywell International Inc. Methods and apparatus for radar data processing
JP2005530164A (ja) * 2002-06-18 2005-10-06 アーデーツエー・オートモテイブ・デイスタンス・コントロール・システムズ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 物体検出用システムにおける妨害を抑制するための方法
US6788206B1 (en) 2002-09-05 2004-09-07 Donald A. Edwards Patient monitoring system
US20040100376A1 (en) 2002-11-26 2004-05-27 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Healthcare monitoring system
DE102004014450A1 (de) * 2003-03-26 2005-02-10 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Messen und Kompensieren von Versatz von Datenübertragungsleitungen
US20040227661A1 (en) * 2003-05-12 2004-11-18 Godsy Robert C. Doppler radar system for measuring range, speed, and relative direction of movement of an object
US20040249257A1 (en) 2003-06-04 2004-12-09 Tupin Joe Paul Article of manufacture for extracting physiological data using ultra-wideband radar and improved signal processing techniques
US6914552B1 (en) 2003-06-25 2005-07-05 The Regents Of The University Of California Magneto-radar detector and method
US7321669B2 (en) * 2003-07-10 2008-01-22 Sarnoff Corporation Method and apparatus for refining target position and size estimates using image and depth data
JP4258328B2 (ja) 2003-09-12 2009-04-30 オムロン株式会社 2周波ドップラ測距装置およびその装置を備えた検出システム
US7834801B2 (en) 2003-11-25 2010-11-16 Metrotech Corporation, Inc. Sensor fusion for model-based detection in pipe and cable locator systems
US7224944B2 (en) 2004-01-22 2007-05-29 Mcewan Technologies, Llc RF transceiver having a directly radiating transistor
JP2005233678A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Fujitsu Ten Ltd レーダ装置
JP4526842B2 (ja) 2004-03-11 2010-08-18 株式会社キッツ 手動操作機構付きバルブ用駆動装置
JP4620959B2 (ja) 2004-03-26 2011-01-26 キヤノン株式会社 生体情報モニタ装置
US7098845B2 (en) 2004-05-18 2006-08-29 M/A-Com, Inc. Apparatus for generating an integrator timing reference from a local oscillator signal
JP4615904B2 (ja) * 2004-06-14 2011-01-19 富士通株式会社 レーダ装置
US7145384B2 (en) 2004-07-13 2006-12-05 M/A-Com, Inc. Pulse length matched filter
JP2006027229A (ja) 2004-07-21 2006-02-02 Techno Hama Kk 成形装置
JP5227023B2 (ja) 2004-09-21 2013-07-03 ディジタル シグナル コーポレイション 生理学的機能を遠隔的にモニターするシステムおよび方法
IES20040818A2 (en) 2004-12-06 2006-06-14 Brian Francis Mooney Method and apparatus for measuring a golf stroke
DE102005000732A1 (de) 2005-01-04 2006-07-13 Siemens Ag Funkbasiertes Ortungssystem mit synthetischer Apertur
US7151478B1 (en) 2005-02-07 2006-12-19 Raytheon Company Pseudo-orthogonal waveforms radar system, quadratic polyphase waveforms radar, and methods for locating targets
US7199747B2 (en) 2005-05-03 2007-04-03 M/A-Com, Inc. Generating a fine time offset using a SiGe pulse generator
DE102005021882A1 (de) 2005-05-04 2006-11-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Abstands zu einem Zielobjekt
EP1901225A1 (en) * 2005-05-10 2008-03-19 Olympus Corporation Image processing device, image processing method, and image processing program
US8007367B2 (en) * 2005-05-27 2011-08-30 Sports Sensors, Inc Miniature radar for measuring club head speed and tempo
JP4692095B2 (ja) 2005-06-21 2011-06-01 ソニー株式会社 記録装置、記録方法、再生装置、再生方法、記録方法のプログラムおよび記録方法のプログラムを記録した記録媒体
US7327307B2 (en) 2005-07-07 2008-02-05 Raytheon Company Radar system with adaptive waveform processing and methods for adaptively controlling the shape of a radar ambiguity function
JP2007189436A (ja) 2006-01-12 2007-07-26 Toyota Motor Corp 車車間通信装置
US7551703B2 (en) 2006-01-30 2009-06-23 Mcewan Technologies, Llc Rate locked loop radar timing system
JP5635723B2 (ja) 2006-01-30 2014-12-03 富士通株式会社 目標検出装置およびシステム
US20070192391A1 (en) 2006-02-10 2007-08-16 Mcewan Thomas E Direct digital synthesis radar timing system
CN100369074C (zh) 2006-03-02 2008-02-13 西安西电捷通无线网络通信有限公司 一种实现sms4密码算法中加解密处理的方法
CN101437442B (zh) 2006-03-06 2011-11-16 森赛奥泰克公司 超宽带监视系统和天线
US7446699B2 (en) 2006-03-10 2008-11-04 Mcewan Thomas Edward Error corrector for radar timing systems
US7567200B1 (en) 2006-04-27 2009-07-28 Josef Osterweil Method and apparatus for body position monitor and fall detect ion using radar
US7916066B1 (en) 2006-04-27 2011-03-29 Josef Osterweil Method and apparatus for a body position monitor and fall detector using radar
EP2020919B1 (en) 2006-06-01 2019-07-31 ResMed Sensor Technologies Limited Apparatus, system, and method for monitoring physiological signs
US7446695B2 (en) 2006-08-22 2008-11-04 Mcewan Thomas Edward Precision pulse detection system for radar sensors
CN101517945B (zh) 2006-09-29 2013-01-16 松下电器产业株式会社 序列分配方法和序列分配装置
WO2008057883A2 (en) 2006-11-01 2008-05-15 Biancamed Limited System and method for monitoring cardiorespiratory parameters
US20090017910A1 (en) 2007-06-22 2009-01-15 Broadcom Corporation Position and motion tracking of an object
WO2008102291A2 (en) 2007-02-20 2008-08-28 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Method and system for identifying a subject
JP2008249693A (ja) 2007-03-02 2008-10-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd スペクトル拡散型レーダ装置
JP5352959B2 (ja) * 2007-03-16 2013-11-27 富士通株式会社 直接シーケンススペクトル拡散方式のレーダー、レーダーで使用される方法及びコンピュータプログラム
JP2008256568A (ja) * 2007-04-05 2008-10-23 Nec Corp パルス圧縮レーダ装置及びパルス圧縮レーダ装置の位相変調方法
DE102007037864A1 (de) 2007-04-23 2008-10-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Relativgeschwindigkeit von Objekten
US7884727B2 (en) 2007-05-24 2011-02-08 Bao Tran Wireless occupancy and day-light sensing
US11607152B2 (en) 2007-06-12 2023-03-21 Sotera Wireless, Inc. Optical sensors for use in vital sign monitoring
US20090017839A1 (en) * 2007-07-11 2009-01-15 Broadcom Corporation Wireless network with enhanced security by real-time identification of a location of a received packet source
KR100906383B1 (ko) * 2007-07-26 2009-07-06 인하대학교 산학협력단 초광대역 레인징 시스템에서 협대역 간섭제거 방법
WO2009019892A1 (ja) 2007-08-09 2009-02-12 Panasonic Corporation 端末装置、基地局装置及び周波数リソース割当方法
DE602007009523D1 (de) * 2007-08-10 2010-11-11 Siemens Milltronics Proc Instr Kalibriersystem für Flugzeitradar
US8115673B1 (en) 2007-08-11 2012-02-14 Mcewan Technologies, Llc Self-oscillating UWB emitter-detector
US7864100B2 (en) 2007-08-13 2011-01-04 Mcewan Technologies, Llc Self-referencing radar pulse detector
JP2009074856A (ja) * 2007-09-19 2009-04-09 Panasonic Corp スペクトル拡散型レーダ装置
JP2009080024A (ja) 2007-09-26 2009-04-16 Fujitsu Ltd 探知測距装置および探知測距方法
JP2009098097A (ja) * 2007-10-19 2009-05-07 Nireco Corp 距離測定装置及び距離測定方法
JP2009128288A (ja) 2007-11-27 2009-06-11 Mitsubishi Electric Corp 画像データ処理装置及び画像データ処理方法及びプログラム
US20110221624A1 (en) * 2007-12-05 2011-09-15 Sensys Networks, Inc Apparatus and Method Using a Radar in a Wireless and/or Wireline Sensor Node and Operating Radar In the Ground to Detect and Count Vehicles in Roadway, Parking Lot and Airport Applications
US7821453B2 (en) 2007-12-20 2010-10-26 Sarnoff Corporation Distributed iterative multimodal sensor fusion method for improved collaborative localization and navigation
JP2009170968A (ja) * 2008-01-10 2009-07-30 Futaba Corp 超広帯域無線送信装置、超広帯域無線受信装置、及び超広帯域無線送受信装置
JP5089460B2 (ja) * 2008-01-16 2012-12-05 三菱電機株式会社 伝搬遅延時間測定装置及びレーダ装置
KR20110008080A (ko) 2008-04-03 2011-01-25 카이 메디컬, 아이엔씨. 비접촉식 생리학적 모션 센서 및 모션 센서의 사용 방법
JP2009265031A (ja) 2008-04-28 2009-11-12 Alpine Electronics Inc レーダ装置および無線伝送特性測定方法
US20110054277A1 (en) 2008-05-09 2011-03-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Contactless respiration monitoring of a patient and optical sensor for a photoplethysmography measurement
JP2009290725A (ja) 2008-05-30 2009-12-10 Fujitsu Ltd 受信装置および受信方法
GB2460691A (en) * 2008-06-06 2009-12-09 Agd Systems Ltd FMCW radar for traffic monitoring
US20090045952A1 (en) 2008-09-05 2009-02-19 Habib Bahari Operating & controlling a security system by mobile phone
JP4434296B1 (ja) * 2008-09-05 2010-03-17 トヨタ自動車株式会社 物体検出装置
JP4683096B2 (ja) * 2008-09-08 2011-05-11 株式会社デンソー 人物検出装置、人物検出プログラム、作動制御装置、および衝突緩和装置
JP5350721B2 (ja) 2008-09-09 2013-11-27 三菱電機エンジニアリング株式会社 居住者監視システムおよび居住者監視方法
US8134497B2 (en) * 2008-09-30 2012-03-13 Trimble Navigation Limited Method and system for location-dependent time-specific correction data
US9229233B2 (en) 2014-02-11 2016-01-05 Osterhout Group, Inc. Micro Doppler presentations in head worn computing
WO2010095946A1 (en) 2009-02-20 2010-08-26 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno A method of detecting a scatterer in a structure, a radar system and a computer program product
JP5541870B2 (ja) 2009-02-24 2014-07-09 株式会社河合楽器製作所 ピアノの押鍵情報検出装置
US7994968B2 (en) 2009-02-26 2011-08-09 Mcewan Technologies, Llc RF magnitude sampler for holographic radar
US7952515B2 (en) 2009-02-26 2011-05-31 Mcewan Technologies, Llc Range gated holographic radar
JP5704552B2 (ja) * 2009-03-03 2015-04-22 国立大学法人電気通信大学 レーダ装置
US9164168B2 (en) 2009-03-20 2015-10-20 Wright State University Systems for detecting movement of a target
JP2011007518A (ja) 2009-06-23 2011-01-13 Panasonic Corp 不審者検知装置、不審者検知システム及び不審者検知方法
US20110022162A1 (en) * 2009-07-23 2011-01-27 Boston Scientific Scimed, Inc. Endoprostheses
US8884813B2 (en) * 2010-01-05 2014-11-11 The Invention Science Fund I, Llc Surveillance of stress conditions of persons using micro-impulse radar
US8436872B2 (en) 2010-02-03 2013-05-07 Oculus Info Inc. System and method for creating and displaying map projections related to real-time images
JP2011234830A (ja) 2010-05-07 2011-11-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 生体状況判定装置、除細動器、生体監視装置、及び生体監視システム
WO2011143631A2 (en) 2010-05-14 2011-11-17 Kai Medical, Inc. Systems and methods for non-contact multiparameter vital signs monitoring, apnea therapy, sway cancellation, patient identification, and subject monitoring sensors
WO2011143831A1 (zh) 2010-05-21 2011-11-24 Chuang Ziyi 一种可定位的弯折拼片
JP5927193B2 (ja) 2010-09-22 2016-06-01 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. センサベースの監視システムにおいて被験者を識別するための方法及びこの装置
US8599018B2 (en) 2010-11-18 2013-12-03 Yael Debra Kellen Alarm system having an indicator light that is external to an enclosed space for indicating the time elapsed since an intrusion into the enclosed space and method for installing the alarm system
EP2678709B1 (en) 2011-02-21 2018-03-28 Transrobotics, Inc. System and method for sensing distance and/or movement
JP6029108B2 (ja) 2011-02-25 2016-11-24 株式会社産学連携機構九州 生体情報検出システム
JP5503578B2 (ja) * 2011-03-10 2014-05-28 パナソニック株式会社 物体検出装置及び物体検出方法
US20120245479A1 (en) 2011-03-23 2012-09-27 Meena Ganesh Physiology Monitoring and Alerting System and Process
US20170238136A1 (en) 2011-08-18 2017-08-17 Rivada Research, Llc Method and System for Improving the Location of Fixed Wireless CBSD Nodes
DE102012217338A1 (de) 2012-09-25 2014-05-28 Aptar Radolfzell Gmbh Flüssigkeitsspender
US10206610B2 (en) 2012-10-05 2019-02-19 TransRobotics, Inc. Systems and methods for high resolution distance sensing and applications
US11137490B2 (en) 2014-09-16 2021-10-05 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Navigational aid with adaptive radar
US20160249316A1 (en) 2015-02-25 2016-08-25 Qualcomm Incorporated Non-line-of-sight (nlos) and line-of-sight (los) classification techniques for indoor ranging
US9645250B2 (en) 2015-04-07 2017-05-09 GM Global Technology Operations LLC Fail operational vehicle speed estimation through data fusion of 6-DOF IMU, GPS, and radar
WO2016205218A1 (en) 2015-06-15 2016-12-22 Humatics Corporation High precision motion tracking with time of flight measurement systems
US10817065B1 (en) 2015-10-06 2020-10-27 Google Llc Gesture recognition using multiple antenna
US10234543B2 (en) * 2016-04-20 2019-03-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Methods and systems for locating targets using non linear radar with a matched filter which uses exponential value of the transmit signal
EP3449272B1 (en) 2016-04-25 2022-11-02 Uhnder, Inc. Vehicle radar system with a shared radar and communication system, and method for managing such a system in a vehicle
KR20170130234A (ko) 2016-05-18 2017-11-28 삼성전자주식회사 실내 네비게이션을 제공하는 전자장치 및 이의 방법
US10422872B2 (en) 2016-06-01 2019-09-24 Honeywell International Inc. Integrity monitoring of radar altimeters
US10467510B2 (en) * 2017-02-14 2019-11-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Intelligent assistant

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3906213A (en) * 1973-03-27 1975-09-16 Thomson Csf Correlation system for delay measurement
JPH05256936A (ja) * 1992-03-13 1993-10-08 Japan Radio Co Ltd 車載レーダ装置
JPH0627229A (ja) * 1992-07-06 1994-02-04 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置
JPH10197624A (ja) * 1997-01-16 1998-07-31 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency 信号抽出装置
JP2000121726A (ja) * 1998-10-16 2000-04-28 Denso Corp 距離測定装置
WO2006106774A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. スペクトル拡散型レーダ装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20190162834A1 (en) 2019-05-30
WO2012154262A2 (en) 2012-11-15
EP2678709A4 (en) 2014-08-06
JP2018169404A (ja) 2018-11-01
US20180364345A1 (en) 2018-12-20
EP3312629A2 (en) 2018-04-25
WO2012154262A3 (en) 2013-03-21
EP2678709A2 (en) 2014-01-01
JP6851679B2 (ja) 2021-03-31
US9835720B2 (en) 2017-12-05
US11719800B2 (en) 2023-08-08
JP6021189B2 (ja) 2016-11-09
US20150198707A1 (en) 2015-07-16
US20120212366A1 (en) 2012-08-23
US20200110164A1 (en) 2020-04-09
US20230400563A1 (en) 2023-12-14
US9019150B2 (en) 2015-04-28
EP2678709B1 (en) 2018-03-28
JP2021103173A (ja) 2021-07-15
US20180052226A1 (en) 2018-02-22
JP6348157B2 (ja) 2018-06-27
JP2014511483A (ja) 2014-05-15
EP3312629A3 (en) 2018-06-13
US10564275B2 (en) 2020-02-18
US20180313946A1 (en) 2018-11-01

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