JP2022500641A - 持続的な干渉環境における電磁信号を検出するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

持続的な干渉環境における電磁信号を検出するシステム及び方法を開示する。１つの実施形態では、電磁信号は光信号である。持続的な干渉検出器は、有効な信号から、明るい光の飽和のような、持続的な干渉によって生成された誤った信号の「ヒット」を検出することができる。持続的な干渉検出器は、有効な信号の期間より長い期間持続的な干渉があるかどうかを判断する。１つの実施形態では、１つの実施形態では、先に記憶した周囲光と比較して、受信信号がプログラム可能な期間にわたってプログラム可能な閾値を超えた場合、すぐ上位のネットワーク層に周囲光の突然の変化を通知するための制御信号が生成される。この制御信号は、現在の信号のリターンを破棄するか、又は別の方法で信号を処理するために使用できる。持続的な干渉検出器は、ＬＩＤＡＲシステムのコンポーネントとすることができる。【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
本特許出願は、２０１８年９月１１日に出願された「持続的な干渉環境における電磁信号を検出するためのシステム及び方法」というタイトルの米国特許出願第１６／１２８，３７３に基づく優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする。
（技術分野）

本開示は、一般に、電磁信号受信のためのシステム及び方法、さらに詳細には、持続的な干渉環境における光信号の検出の精度及び信頼性を改善することに関する。

受信機は、電磁源から周期的な信号又はパルスを受信するように設計することができる。この環境では、持続的な干渉信号が周期信号と共存している場合、周期信号の検出が困難になる可能性がある。例えば、明るい太陽光環境では、光パルスの受信が難しい場合がある。

いくつかの実施形態では、ＬＩＤＡＲシステムのような光検出及び測距システムは、オブジェクトで反射する一連の光パルスを送信することによって動作する。反射信号又は戻り信号は、光検出及び測距システムによって受信される。検出された飛行時間（ＴＯＦ）に基づいて、システムはオブジェクトからの距離（距離）を決定する。光検出及び測距システムは、自動運転や表面の空中写真図化など、さまざまな用途に使用できる。これらの用途では、操作のセキュリティ、精度、及び信頼性が最優先される場合がある。ＬＩＤＡＲシステムが明るい太陽光環境にある場合、精度、及び信頼性が損なわれる可能性がある。同様の状況は、他の自然に又は人工的に生成された電磁信号においても存在する可能性がある。

したがって、必要とされるのは、持続的な干渉信号環境における戻り信号又はパルス信号の検出を改善するためのシステム及び方法である。

本発明の実施形態を参照し、実施例を添付図に示す。これらの図は、限定ではなく例示を意図するものである。本発明は一般にこれらの実施形態と関連させて説明されているが、本発明の範囲は、これらの特定の実施形態に限定することを意図するものではないことを理解されたい。図はノンスケールとなっている。

本明細書の実施形態による光検出及び測距システムの動作を示す。

本明細書の実施形態による光検出及び測距システムの動作及び複数の戻り光信号を示す。

本明細書の実施形態によるＬＩＤＡＲ信号検出を示している。

本明細書の実施形態による持続的な干渉検出器を示している。

本明細書の実施形態による持続的な干渉検出器より受信されたＬＩＤＡＲ戻り信号を示す。

本開示の実施形態による持続的な干渉閾値ブロックを示している。

本開示の実施形態によるＤＣ検出ブロック及び関連ロジックを示している。

本開示の実施形態による、電磁信号における持続的な干渉を検出するための方法を説明するフローチャートを図示したものである。 本開示の実施形態による、電磁信号における持続的な干渉を検出するための方法を説明するフローチャートを図示したものである。

本明細書の実施形態によるコンピューティングデバイス／持続的な干渉検出システムの簡略化されたブロック図を示している。

以下の記載では、説明目的で、本発明を理解してもらうために具体的詳細が示されている。しかしながら、当業者には、このような詳細な記載がなくても本発明を実施できることが明らかであろう。さらに、当業者は、以下に説明される本発明の実施形態が、プロセス、装置、システム、デバイス、又はタンジブルコンピュータ読み取り可能媒体上での方法のような様々な方法で実施することができることを認識するであろう。

図に示されているコンポーネント又はモジュールは、本発明の例示的な実施形態の例示であり、本発明が不明瞭とならないようにすることを意図している。また、この説明全体を通じて、コンポーネントは、サブユニットを含むことができる別個の機能ユニットとして記述することができるが、当業者は、様々なコンポーネント又はその一部を別個のコンポーネントに分割することができ、又は、単一のシステム又はコンポーネント内に統合することも含めて、統合することができることを認識することを理解すべきである。本明細書で論じられる機能又は動作を、コンポーネントとして実施できることに留意すべきである。コンポーネントは、ソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの組み合わせとして組み込むことができる。

さらに、図中のコンポーネント又はシステム間の接続は、直接接続に限定することを意図しない。むしろ、これらのコンポーネント間のデータは、中間コンポーネントによって修正、再フォーマット、又は変更されることがある。また、接続を追加又は減少させて使用されることがある。「結合された」、「接続された」、又は「通信可能に結合された」という用語は、直接接続、1つ又は複数の中間装置を介した間接接続、及び無線接続を含むと理解されることにも留意すべきである。

本明細書における「１つの実施形態」、「好ましい実施形態」、又は「実施形態」との表現は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、特性、又は機能が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味し、複数の実施形態が含まれることもある。また、本明細書の様々な場所におけるこれらの表現は、必ずしもすべて同じ実施形態又は複数の実施形態を意味するとは限らない。

本明細書の様々な場所での特定の用語の使用は、例示のためのものであり、限定するためであると解釈すべきではない。サービス、機能、又はリソースは、単一のサービス、機能、又はリソースに限定されず、これらの用語の使用は、分散又は集約されることもある関連するサービス、機能、又はリソースのグループを意味することがある。

「含む」、「含まれる」、「具備する」、及び「具備している」という用語は非限定用語であると理解されるべきであり、言及される項目は例示であり、言及された項目に限定されることを意味しない。本書で使用されている見出しは、整理を目的としたものであり、説明又は特許請求の範囲を限定するものではない。この本明細書に記載した各参考文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

さらに、当業者は、（１）特定のステップは、任意に実行されてもよいこと、（２）ステップは、ここに記載された特定の順序に限定されないこと、（３）特定のステップは異なる順序で実行できること、（４）特定のステップを同時に実行できること、を認識すべきである。
Ａ．光検出及び測距システム

本明細書で論じられるように、いくつかの実施形態では、受信機は、電磁源から周期的な信号又はパルスを受信するように設計されている。このような環境では、持続的干渉信号が周期信号と共存する場合、周期信号の検出が困難になる可能性がある。例えば、明るい太陽光環境にあるＬＩＤＡＲシステムでは、光パルスの受信が難しい場合がある。

ＬＩＤＡＲシステムのような光検出及び測距システムは、システムを取り巻く周囲の形状及び輪郭を測定するためのツールとすることができる。ＬＩＤＡＲシステムは、自律航法と表面の空中写真図化の両方を含む多くのアプリケーションに適用することができる。ＬＩＤＡＲシステムは、システムが動作している周囲のオブジェクトから反射されることになる、光パルスを放出する。各パルスが放出されてから受信されるまで飛行している時間（すなわち、飛行時間「ＴＯＦ」）を測定して、オブジェクトとＬＩＤＡＲシステムとの間の距離を決定することができる。この技術は光の物理学と光学に基づいている。ここで参照するＬＩＤＡＲシステム、又は光検出及び測距システムは、他の光検出システムにも適用することができる。

ＬＩＤＡＲシステムでは、光はすばやく発射するレーザーから放射される。レーザー光は媒体を通過し、建物、木の枝、乗り物などの周囲の物体のポイントで反射される。反射光エネルギーはＬＩＤＡＲレシーバー（検出器）に戻り、そこで記録されて周囲のマッピングに使用される。

図１は、本明細書の実施形態による、光検出及び測距コンポーネント１０２並びにデータ分析及びデータ解釈１０９の動作１００を示す。光検出及び測距コンポーネント１０２は、放射された光信号１１０を送信する送信機１０４と、検出器を具備する受信機１０６と、システム制御及びデータ取得１０８とを具備することができる。放射された光信号１１０は、媒体を通って伝播し、オブジェクト１１２で反射する。戻り光信号１１４は、媒体を通って伝播し、受信機１０６で受信される。システム制御及びデータ取得１０８は、送信機１０４からの発の放射を制御することができ、データ取得は、受信機１０６で検出された戻り光信号１１４を記録することができる。データ分析及びデータ解釈１０９は、システム制御及びデータ取得１０８からの接続１１６を介して出力を受け取り、データ分析機能を実行することができる。接続１１６は、無線又は非接触通信方法で実施することもできる。送信機１０４及び受信機１０６は、光学レンズ及び鏡（図示せず）を含むことができる。送信機１０４は、特定の順序で複数のパルスを有するレーザービームを放射することができる。いくつかの実施形態では、光検出及び測距コンポーネント１０２並びにデータ分析及びデータ解釈１０９は、ＬＩＤＡＲシステムを具備する。

図２は、本明細書の実施形態による、複数の戻り光信号、すなわち（１）戻り信号２０３及び（２）戻り信号２０５を含む光検出及び測距システム２０２の動作２００を示す。光検出及び測距システム２０２は、ＬＩＤＡＲシステムとすることができる。レーザーのビームの広がりにより、１回のレーザーの発射で複数のオブジェクトに突き当たり、複数の反射が発生することがしばしば生じる。光検出及び測距システム２０２は、複数の戻りを分析し、最強の戻り、最後の戻り、又は両方の戻りのいずれかを報告することができる。図２に示されるように、光検出及び測距システム２０２は、近くの壁２０４及び遠くの壁２０８の方向にレーザーを放射する。図示のように、ビームの大部分は領域２０６で近くの壁２０４に当たり、結果として戻り信号２０３となり、ビームの別の部分は領域２１０で遠くの壁２０８に当たり、戻り信号２０５となる。戻り信号２０３は、戻り信号２０５と比較して、短いＴＯＦ及び強い受信信号強度を有することができる。光検出及び測距システム２０２は、２つのオブジェクト間の距離が最小距離よりも大きい場合にのみ、両方の戻りを記録することができる。単一の及び複数のリターンＬＩＤＡＲシステムの両方で、正確なＴＯＦが計算されるように、リターン信号が送信された光信号と正確に関連付けられることが重要である。

ＬＩＤＡＲシステムのいくつかの実施形態では、距離データを２Ｄ（すなわち、単一平面）ポイントクラウド方式で捕捉することができる。これらのＬＩＤＡＲシステムは、産業用アプリケーションで使用されることが多く、しばしば、測量、マッピング、自律航法、その他の用途に再利用することができる。これらのデバイスのいくつかの実施形態は、少なくとも１つの平面全体の走査を実行するために、いくつかのタイプの移動鏡と組み合わされた単一のレーザーエミッタ／検出器ペアの使用に頼る。この鏡は、ダイオードから放出された光を反射するだけでなく、戻り光を検出器へと反射することもできる。このアプリケーションで回転鏡を使用することが、システム設計と製造の両方を簡素化しながら、９０度−１８０度−３６０度の方位角ビューを実現するための手段になる場合がある。回転鏡機能は、ＭＥＭＳなどのソリッドステートテクノロジーを使用して実装することもできる。
Ｂ．持続的な干渉検出

持続的な干渉検出器は、明るい光の飽和のような、持続的な干渉によって生成された誤った信号の「ヒット」を検出し、有効な信号又はパルスから区別することができる。明るい光の飽和は、太陽光によって引き起こされる可能性がある。誤った信号ヒットを引き起こす可能性のある２つのイベントは、１）太陽光のバースト又は他の光源からのバースト、及び２）太陽光又は他の光源への継続的な曝露である。継続的な露光は、信号操作の通常の状態に比べて高レベルである可能性がある。どちらの場合も、持続的な干渉検出器は、持続的な干渉があるかどうかを判断する、例えば、有効な信号又はパルスの期間よりも長い期間にわたる太陽光があるかどうかを判断する。１つの実施形態では、先に記憶した周囲光と比較して、受信信号がプログラム可能な期間にわたってプログラム可能な閾値を超えた場合、すぐ上位のネットワーク層に周囲光の突然の変化を通知するための制御信号が生成される。この制御信号は、現在の信号のリターンを破棄するか、又は別の方法で信号を処理するために使用できる。受信信号が有効かどうかを判断するために、デジタルロジックを使用できる。受信信号が有効でない場合、受信信号は破棄される。プログラム可能な閾値は、環境条件の変化に基づいて適応的に調整することができる。この機能は、持続的な干渉検出器に「インテリジェントな閾値」を提供する。他の実施形態では、持続的な干渉検出器は、他のタイプの電磁信号を検出するような動作が可能である。
１．持続的な干渉検出器

図３Ａは、本明細書の実施形態によるＬＩＤＡＲ信号検出３００を示している。図示のように、光信号３２０は、トランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）３０２によって受信することができ、次にＴＩＡ３０２はＴＩＡ信号３２４を生成する。ＴＩＡ信号３２４は、ＬＩＤＡＲシステムの受信光信号を表す増幅された電圧信号である。いくつかの実施形態では、ＴＩＡ信号３２４は、ＬＩＤＡＲ信号検出器３０３に結合することができる。ＬＩＤＡＲ信号検出器３０３は、光が眩しくない環境ではＬＩＤＡＲ戻りパルスを検出できるが、光が眩しい環境ではＬＩＤＡＲ戻りパルスを検出できない場合がある。ＬＩＤＡＲ信号検出器３０３の出力は、ＬＩＤＡＲプロセッサ３０５に結合することができる。ＬＩＤＡＲプロセッサ３０５は、１つ以上のＬＩＤＡＲ信号検出器、及び信号の生成及び検出に関連する他のコンポーネントを制御する。次に、ＬＩＤＡＲプロセッサ３０５は、個々の検出器からすべてのデータを収集して、すべての検出器からの入力データを後処理して、点群と呼ばれる３Ｄ距離データのグループを形成する。ローカライズされたマッピング、オブジェクト検出、認識などのような高度な機能を実行するために付加的な能力がプロセッサに追加された実施形態が可能である。ＬＩＤＡＲプロセッサ３０５は出力３４４を出力する。

図３Ｂは、本明細書の実施形態による持続的な干渉検出器３６０を示している。一般に、持続的な干渉検出器３６０の実施形態は、電磁信号に適用可能とすることができる。以下の説明では、持続的な干渉検出器の動作について、ＬＩＤＡＲシステムの光信号に関連して説明する。

図３Ｂに示されるように、ＬＩＤＡＲシステムからの光信号３２０は、ＴＩＡ３０２に結合することができ、次にＴＩＡ３０２はＴＩＡ信号３２４を生成する。ＴＩＡ信号３２４は、ＬＩＤＡＲシステムの受信光信号を表す増幅された電圧信号である。持続的な干渉検出器３６０は、ＤＣ検出３１０、持続的な干渉閾値３０８、フィルタ３０４、コンパレータ３０６、ロジック３１２、及びＬＩＤＡＲプロセッサ３０５の機能ブロックを具備する。ロジック３１２は、制御装置３１８、検出器３１６、フィルタ３１４、及びフィルタ３１５を具備することができる。ロジック３１２の機能は、デジタルロジックで実装することができる。制御装置３１８とフィルタ３１５の組み合わせは、ロジック３１３と呼ばれる。

ＤＣ検出３１０は、ＴＩＡ信号３２４の１つ又は複数の、以前の値を表す周囲ＤＣ値（周囲ＤＣ電圧）を記憶することができる。この機能を実行するために、制御装置３１８からのＴＩＡ信号３２４及び制御信号３３４の１つ又は複数の以前の値を、ＤＣ検出３１０に接続することができる。制御信号３３４は、周囲光のレベルを決定するための制御を行う。ＤＣ検出３１０の出力、すなわち、すでに蓄積された電圧３２６は、計算されたＤＣ出力である、周囲光に基づく、すでに蓄積された電圧の値を表す。例えば、すでに蓄積された電圧３２６は、ＴＩＡ信号３２４のＤＣ値と比較して小さなオフセットを有するＤＣ値とすることができる。１つの実施形態では、すでに蓄積された電圧３２６は、ＴＩＡ信号３２４のＤＣ値の９５％とすることができる。ＤＣ検出３１０の詳細追加説明は、図５に開示されている。

持続的な干渉閾値３０８は、季節、時刻などに応じて、ＤＣ検出のプログラム可能なパーセンテージに、例えば、４０％に決定することができる。この決定は、ＴＩＡ信号３２４、すでに蓄積された電圧３２６、及びプログラム可能なパーセンテージ制御３３３に基づくことができる。プログラム可能なパーセンテージ制御３３３は、制御装置３１８によって生成することができる。持続的な干渉閾値３０８の出力は、ＴＩＡ信号３２４の電流測定値と、すでに記憶された周囲光、すなわち、すでに蓄積された電圧３２６との比を表す、閾値電圧３２８となることがある。閾値電圧３２８は、光信号３２０に、現在の期間において、コンパレータ３０６を介して持続的な干渉環境が含まれるかどうかを決定するために利用することができる。閾値電圧３２８はＤＣ電圧である。持続的な干渉閾値３０８について、図４に関連してさらに議論する。

フィルタ３０４は、ＴＩＡ信号３２４に基づいて実時間信号又はフィルタリングされた信号を検出するためのオプションのアナログフィルタとすることができる。１つの実施形態では、フィルタ３０４は、起動時に利用することができ、その後、バイパスすることができる。したがって、信号３２５は、ＴＩＡ信号３２４のフィルタリングされた形態であることも、フィルタリングされていない形態であることある。

光信号がプログラム可能な期間にわたってプログラム可能な閾値を超えるかどうかを決定するために、ＴＩＡ信号３２４及び閾値電圧３２８は、これらの信号に基づいて閾値比較信号３３０を生成するコンパレータ３０６に接続される。閾値比較信号３３０は、光信号がプログラム可能な閾値を超えているかどうかを示す。閾値電圧３２８はＤＣ電圧であり、信号３２５はＡＣ電圧である。

ロジック３１２は、ＴＩＡ信号３２４によって表されるように、現在の期間の光信号３２０が有効な信号ではなく、破棄することができるかどうかを決定することができる。ロジック３１２は、フィルタ３１４及び検出器３１６、ならびにロジック３１３を具備することができる。ロジック３１３は、フィルタ３１５及び制御装置３１８を具備することができる。制御装置３１８は、光信号３２０をサンプリングする（すなわち、聞く）時間の長さを制御することができる。制御装置３１８は、ＴＩＡのＤＣコモンモードを計算するためのデジタル出力である、フィルタ３１５を介してＤＣ検出３１０から接続された、デジタル信号３３２を受信する。制御装置３１８は、以下の出力を生成することができる。すなわち。
● 周囲光のレベルを決定するための制御をおこなう制御信号３３４。
● 持続的な干渉閾値３０８に実装されたＤＣ検出のプログラム可能なパーセンテージを決定することができるプログラム可能なパーセンテージ制御３３３。
● フィルタ３１４に結合されたプログラム可能なフィルタ制御３３６。プログラマブルフィルタ制御３３６は、電磁干渉の突然の増加を決定するのを補助することができる時間の長さを制御する。

フィルタ３１４は、プログラム可能なフィルタ制御３３６及び閾値比較信号３３０を受信する。フィルタ３１４は、ローパスフィルタであり、カウンタ機能を実装する。１つの実施形態では、サンプリングレートは、８ｎｓ（ナノ秒）とすることができ、８ｎｓの６４カウントで動作する。したがって、持続的な干渉検出器３６０は、光信号３２０が持続的な干渉環境、すなわち明るい太陽光環境を含むかどうかを決定する前に、５１２ｎｓの期間Ｔで動作する。フィルタ３１４は、検出器３１６に接続される出力３３８を生成することができる。

検出器３１６は、デコードされた光信号３２０、すなわち、デコードされたＬＩＤＡＲ戻り信号を表す検出信号３４２を生成することができる。ロジック３１２が光信号３２０を廃棄すべきでないことを決定した場合、検出信号３４２を生成することができる。検出器３１６はまた、定期的な較正を制御し、持続的な干渉検出の結果をメモリ（図示せず）に提供する較正信号３４０を生成することができる。メモリは点群とすることができる。

図３Ｃは、本文書の実施形態による、持続的な干渉検出器３６０のような受信機によって受信されたＬＩＤＡＲ戻り信号３８０を示している。図３Ｃは、縦軸に電圧レベルを示し、横軸に時間を示している。示されている電圧レベルは、ＤＣ電圧１とＤＣ電圧２であり、ＤＣ電圧２は、ＤＣ電圧１の値よりも小さいプログラム可能な値である。例えば、ＤＣ電圧２はＤＣ電圧１の値の６０％となることがある。図３Ｃは、図３Ｂに関連して議論した、すでに蓄積された電圧３２６に基づく閾値電圧及び閾値電圧３２８に基づくものである。これらの閾値電圧は、期間Ｔで一定となることがある。期間Ｔは、光信号３２０が持続的な干渉環境を含むかどうかを決定するための動作間隔である。

ＬＩＤＡＲ戻り信号３８０は、ＴＩＡ信号３２４の「以前の値」及びＴＩＡ信号３２４の「新しい値」によって示されている。ＴＩＡ信号３２４の「以前の値」は、ＴＩＡ信号３２４の「新しい値」と比較してそれ以前の期間に発生したものである。図示のように、ＴＩＡ信号３２４の「以前の値」は、有効なＬＩＤＡＲ戻り信号を表す。ＴＩＡ信号３２４の「以前の値」のパルスは、閾値電圧３２８に基づく閾値を超えることができるが、期間ｔの間だけである。期間ｔは、光信号３２０が持続的な干渉環境を含むかどうかを決定するための動作間隔である期間Ｔと比較して比較的短い。したがって、ロジック３１２によって、ＴＩＡ信号３２４の「以前の値」は有効なＬＩＤＡＲ戻り信号であると決定することができる。

ＴＩＡ信号３２４の「新しい値」は、ＴＩＡ信号３２４の「以前の値」の直後に発生する信号となることができる。したがって、ＴＩＡ信号３２４の「以前の値」は、ＤＣ検出３１０及び持続的な干渉閾値３０８による閾値電圧３２８を決定するための基礎となることができる。図３Ｃに示されるように、ＴＩＡ信号３２４の「新しい値」は、すでに蓄積された電圧３２６に基づく閾値を超える定電圧、ＤＣ電圧２を具備する。さらに、ＴＩＡ信号３２４の「新しい値」は、閾値電圧３２８に基づく閾値を超える。ＴＩＡ信号３２４の「新しい値」は、期間Ｔの間、閾値電圧３２８に基づく閾値を超えるので、制御装置３１８による計算により、ＴＩＡ信号３２４の「新しい値」が破棄することができる決定することが可能となる。「閾値を超える」とは、電圧が閾値を下回るレベルまで低下することを意味することに注意すべきである。

閾値電圧３２８に基づく閾値は、以前に受信したＬＩＤＡＲ信号及び他の環境条件に基づいて適応的に調整することができる。環境条件の例として、季節、天候、時刻が含まれるが、これらに限定されない。したがって、対象の閾値は「インテリジェント閾値」と見なすことができる。閾値電圧３２６は定期的に調整することができる。
２．持続的な干渉閾値ブロック

図４は、本開示の実施形態による、持続的な干渉閾値４００の機能ブロックを示している。持続的な干渉閾値４００では、図３Ｂの持続的な干渉閾値３０８の機能ブロックを開示する。持続的な干渉閾値４００は、可変抵抗器Ｒ２・４０４に結合された抵抗器Ｒ１・４０２を具備する。すでに蓄積された電圧３２６は、抵抗器Ｒ１４０２の一端に接続することができる。持続的な干渉閾値３０８は、ＴＩＡ信号３２４及びプログラム可能なパーセンテージ制御３３３を受信し、これらは、可変抵抗器Ｒ２４０４の値を決定するために利用される。したがって、抵抗器Ｒ１４０２と可変抵抗器Ｒ２４０４の比率は、閾値電圧３２８を決定する電圧を検出することができる。閾値電圧３２８は、太陽光の閾値又は眩しい光の閾値となることがある。
Ｃ．ＤＣ検出ブロック

図５は、本開示の実施形態による、ＤＣ検出３１０及び関連するロジック３１３を具備する２つの機能ブロック５００を示している。図５は、図３ＢのＤＣ検出３１０の要素及びロジック３１３の要素を開示している。ＤＣ検出３１０は、フィルタ５０２、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）５０６、及びコンパレータ５０４を具備する。ＤＡＣ５０６は、周囲光のレベルを決定するための制御を行うデジタル信号の制御信号３３４を制御装置３１８から受信することができる。次に、ＤＡＣ５０６は、デジタル信号３３２及びすでに蓄積された電圧３２６（計算されたＤＣ出力）を生成することができる。ＤＡＣ５０６はまた、入力信号を見つけるための基準として使用される信号５２８を生成することができる。信号５２８の１つの変形は、計算されたＤＣ出力であるすでに蓄積された電圧３２６である。

フィルタ５０２は、ＴＩＡ信号３２４に基づいて実時間信号又はフィルタリングされた信号を検出するための任意的なアナログフィルタとすることができる。１つの実施形態では、フィルタ５０２は、起動時に利用することができ、その後、バイパスすることができる。したがって、信号５２５は、ＴＩＡ信号３２４のフィルタリングされた形態又はフィルタリングされていない形態となることができる。コンパレータ５０４は、信号５２５及び信号５２８を受信して、デジタル信号３３２を生成することができる。続いて、デジタル信号３３２は、フィルタ３１５によってフィルタリングされて、制御信号３３９を生成する。制御信号３３９は、制御装置３１８に結合することができる。フィルタ３１５はまた、出力５３５を生成する。
Ｄ．検出方法

図６Ａ及び６Ｂは、本開示の実施形態による、電磁信号中の持続的な干渉を検出するための方法を説明するフローチャート６００及び６２０をグラフで示している。この方法は、以下のステップを含む。

第１の期間に第１の電磁信号を受信する（ステップ６０２）。

第１の閾値を定義するために第１の電磁信号の周囲ＤＣ値を記憶する（ステップ６０４）。

第１の期間の後に生じる第２の期間に第２の電磁信号を受信する（ステップ６０６）。

第１の閾値、第２の電磁信号、及びプログラム可能なパーセンテージ制御に基づいて第２の閾値を生成する（ステップ６０８）。

第２の閾値及び第２の電磁信号に基づいて閾値比較信号を生成する（ステップ６１０）。

第２の閾値及び第２の電磁信号に基づいて、第２の電磁信号が持続的な干渉を含むかどうかを検出する（ステップ６１１）。

第２の電磁信号が第２の閾値を超える場合、第２の電磁信号は持続的な干渉を含み、その後第２の電磁信号は廃棄される（ステップ６１２、６１４）。

第２の電磁信号が第２の閾値を超えない場合、第２の電磁信号は持続的な干渉を含まず、次いで第２の電磁信号は検出プロセスを続行する（ステップ６１２、６１６）。
Ｅ．システムの実施形態

実施形態では、本特許出願明細書に記載の態様には、信号検出システム／コンピューティングシステムを対象とするか、又はそれに実装することができる。この開示の目的のために、コンピューティングシステムは、演算、計算、決定、分類、処理、送信、受信、取得、発信、ルーティング、切り替え、保存、表示、通信、マニフェスト、検出、記録、複製、操作、又はあらゆる形式の情報、インテリジェンス、又はビジネス、科学、制御、又はその他の目的ためのデータの使用、のために動作する手段又は手段の集合を含めることができる。例えば、コンピューティングシステムは、パーソナルコンピュータ（例えば、ラップトップ）、タブレットコンピュータ、ファブレット、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、スマートウォッチ、スマートパッケージ、サーバ（例えば、ブレードサーバ又はラックサーバ）、ネットワークストレージデバイス、又はその他の適切なデバイスであり、サイズ、形状、パフォーマンス、機能、及び価格が異なる場合がある。コンピューティングシステムには、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、中央処理装置（ＣＰＵ）又はハードウェア制御ロジック又はソフトウェア制御ロジック、ＲＯＭ、及び／又は他のタイプのメモリのような１つ以上の処理リソースを含めることができる。コンピューティングシステムの追加のコンポーネントには、１つ以上のディスクドライブ、外部デバイスと通信するための１つ以上のネットワークポート、及び、キーボード、マウス、タッチスクリーン、及び／又はビデオディスプレイのような様々な入出力（Ｉ／Ｏ）装置を含むことができる。コンピューティングシステムにはまた、様々なハードウェアコンポーネント間の通信を行うような動作が可能な１つ以上のバスを含めることができる。

図７は、本開示の実施形態によるコンピューティングデバイス／信号検出システム（又はコンピューティングシステム）の簡略化されたブロック図を示す。システム７００について示された機能として、信号検出システムの様々な実施形態をサポートするような動作行うことが理解できるであろうが、情報処理システムを別の構成とし、異なるコンポーネントを有するようにすることもできることを理解すべきである。

図７に示すように、システム７００には、コンピューティング資源を提供し、コンピュータを制御する１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）７０１が含まれる。ＣＰＵ７０１は、マイクロプロセッサ等に実装することができ、１つ以上のグラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）７１７及び／又は数学的計算のための浮動小数点コプロセッサを有することができる。システム７００はまた、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、又はその両方の形態となることのあるシステムメモリ７０２を有することができる。

図７に示すように、いくつかの制御装置及び周辺装置も取り付けることができる。入力制御装置７０３は、キーボード、マウス、又はスタイラスのような様々な入力デバイス７０４とのインターフェースを表す。スキャナ７０６と通信するスキャナ制御装置７０５も取り付けることができる。システム７００はまた、それぞれが、本発明の種々の特徴を実行するプログラムの実施形態を含むことができるオペレーティングシステム、ユーティリティ、及びアプリケーションの命令プログラムを記憶するために用いることができる、フラッシュメモリ又は光媒体のような記憶媒体を有する１つ以上の記憶デバイス７０８とのインターフェースを行うための記憶制御装置７０７を有することができる。記憶デバイス７０８はまた、本発明に従って処理したデータ又は処理すべきデータを記憶するために使用することができる。システム７００はまた、陰極線管（ＣＲＴ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ディスプレイ、又は他のタイプのディスプレイのような表示装置７１１とのインターフェースを行うためのディスプレイ制御装置７０９を有することができる。コンピューティングシステム７００はまた、信号検出７１３と通信するための信号検出制御装置７１２を有することができる。通信制御装置７１４は、１つ以上の通信デバイス７１５とインターフェースすることができ、これにより、システム７００が、インターネット、クラウドリソース（例えば、イーサネットクラウド、ファイバーチャンネル・オーバー・イーサネット（ＦＣｏＥ）／データセンターブリッジング（ＤＣＢ）クラウド、等）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）、又は赤外線信号を含む適切な電磁キャリア信号を含む様々なネットワークのいずれかを介してリモートデバイスに接続できるようになる。

図示のシステムでは、すべての主要なシステム構成要素は、バス７１６に接続することができ、ここでバス７１６は、複数の物理バスを意味することができる。ただし、様々なシステムコンポーネントが互いに物理的に近接している場合とそうでない場合がある。例えば、入力データ及び／又は出力データを、物理的に１つの場所から別の場所にリモートで送信することができる。さらに、本発明の様々な態様を実装するプログラムには、ネットワークを介して遠隔（例えば、サーバー）からアクセスすることができる。そのようなデータ及び／又はプログラムは、ハードディスク、フロッピーディスク、及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭやホログラフィックデバイスのような光学メディア、光磁気メディア、及び特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フラッシュメモリデバイス、ＲＯＭ及びＲＡＭデバイスのようなプログラムコードを格納又は格納して実行するように特別に構成されたハードウェアデバイスを含むがこれらに限定されない様々な機械読み取り可能媒体のいずれかを介して伝達することができる。

本発明の実施形態では、１つ以上のプロセッサ又は処理ユニットにステップを実行させるための命令を、１つ以上の非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体上にエンコードすることができる。１つ以上の非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリを含むことに留意すべきである。ハードウェアでの実施又はソフトウェア／ハードウェアでの実施を含む代替的実施が可能であることに留意すべきである。ハードウェアでの実施機能は、ＡＳＩＣ、プログラマブルアレイ、デジタル信号処理回路、等を使用して実現できる。従って、請求項の「手段」という用語は、ソフトウェアでの実施とハードウェアでの実施の両方を包含するものとする。同様に、本明細書で使用される「コンピュータ読み取り可能媒体」という用語には、それにより実行される命令のプログラムを有するソフトウェア及び／又はハードウェア、あるいはそれらの組み合わせが含まれる。これらの実施形態の代替案を念頭に置いて、図及び付随する説明は、必要な処理を実行するために当業者がプログラムコード（すなわち、ソフトウェア）を記述し、及び／又は回路（すなわち、ハードウェア）を製造するために必要とする機能情報を提供するものであることを理解すべきである。

本発明の実施形態はさらに、様々なコンピュータに実装された操作を実行するためのコンピュータコードを有する非一時的なタンジブルコンピュータ読み取り可能媒体を備えたコンピュータ製品に関するものであることに留意すべきである。メディア及びコンピュータコードは、本発明の目的のために特別に設計及び構築されたものとすることができ、又は、当業者に知られているか又は利用可能な種類のものとすることができる。タンジブルコンピュータ読み取り可能媒体の例として、ハードディスク、フロッピーディスク、及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭやホログラフィックデバイスなどの光学メディア、光磁気メディア、及びアプリケーション固有の集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フラッシュメモリデバイス、ＲＯＭ及びＲＡＭデバイスのような、プログラムコードを格納又は格納し実行するように特別に構成されたハードウェアデバイス、が含まれるが、これらに限定されない。コンピュータコードの例には、コンパイラによって生成されるようなマシンコード、及びインタプリタを使用してコンピュータによって実行される高いレベルのコードを含むファイルが含まれる。本発明の実施形態は、処理デバイスによって実行されるプログラムモジュール内に収納することができる、機械で実行可能な命令として、全体的又は部分的に実施することができる。プログラムモジュールの例には、ライブラリ、プログラム、ルーチン、オブジェクト、コンポーネント、及びデータ構造が含まれる。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、ローカル、リモート、又はその両方の設定で物理的に配置できる。

当業者であれば、コンピューティングシステム又はプログラミング言語は本発明の実施に重要でないことを理解するであろう。当業者であれば、上述のいくつかの要素を物理的及び／又は機能的にサブモジュールに分離することができ、又は一緒に組み合わせることができることも理解するであろう。

要約すると、電磁受信機によって持続的な干渉環境を検出する方法は、電磁信号を受信することを含むことができる。電磁信号がプログラム可能な期間にわたってプログラム可能な閾値を超えるかどうかを決定する。ここで、プログラム可能な閾値は、以前に受信された電磁信号に基づく。電磁信号がプログラム可能な期間にプログラム可能な閾値を超えた場合、電磁信号は破棄される。プログラム可能な期間にプログラム可能な閾値を超えるということは、電磁信号が持続的な干渉環境を含むことを示す。電磁信号がプログラム可能な期間にプログラム可能な閾値を超えない場合は、検出プロセスに進む。また、電磁信号がプログラム可能な期間にわたってプログラム可能な閾値を超える場合、制御信号を生成して、電磁信号の突然の変化を制御装置３１８のプロセッサにおける次に高い層のＯＳＩネットワークに通知する。

プログラム可能な閾値は、変化する環境条件に基づいて適応的に調整することができる。いくつかの実施形態では、環境条件は、季節、天候、及び／又は時刻を含む。

いくつかの実施形態では、電気測定信号は光信号であり、光信号はＬＩＤＡＲシステムによって検出される。太陽光又は他の光源のバーストにより、光信号がプログラム可能な閾値を超える場合がある。太陽光又は他の光源に継続的にさらされるため、光信号がプログラム可能な閾値を超えることがある。

電磁信号における持続的な干渉環境を検出するためのシステムは、以下を具備することができる。
１）入力信号の１つ以上の以前の入力値を表す周囲ＤＣ値を記憶し、以前の入力値に基づいて電圧を記憶することができるＤＣ検出ブロック。記憶した電圧は、第１の閾値（すでに蓄積された電圧３２６）を定める。
２）持続的な干渉を判断するための閾値電圧を生成することができる持続的な干渉閾値ブロック。閾値電圧は、以前の入力信号、すなわち第１の閾値（すでに蓄積された電圧３２６）、現在の入力信号の現在の入力値、及びプログラム可能なパーセンテージ制御に基づくことができる第２の閾値（閾値電圧３２８）を定める。
３）第２の閾値（閾値電圧３２８）と現在の入力信号に基づいて閾値比較信号を生成するコンパレータ。
４）現在の期間での電磁信号が持続的な干渉を含むかどうかを判断できるロジックブロック。一般に、受信した電磁信号に持続的な干渉が含まれている場合、電磁信号を破棄することができる。電磁信号が持続的な干渉を含まない場合、現在の期間における電磁信号により検出プロセスを継続することができる。

ロジックブロックは、入力信号をサンプリングする時間の長さを制御する制御装置を具備する。この制御装置は以下を生じる。
● 周囲光のレベルを決定するための制御を行う制御信号３３４。
● 持続的な干渉閾値ブロックに実装されたＤＣ検出のプログラム可能なパーセンテージを決定することができるプログラム可能なパーセンテージ制御３３３。
● フィルタ３１４に接続されるプログラム可能なフィルタ制御３３６。

前述の例及び実施形態は例示であり、本開示の範囲を限定するものではないことが当業者には分かるであろう。明細書を読み、図面を検討することで、当業者には明らかな、すべての置換、強化、均等物、組み合わせ、及び改善は、本開示の思想及び範囲内に含まれるものとする。また、すべての請求項の構成要素は、複数の依存関係、構成、及び組み合わせを有することを含めて、異なる構成とすることができることにも留意すべきである。

Claims (20)

1. 現在の電磁信号を受信するステップと、
   プログラム可能な期間にわたって前記現在の電磁信号がプログラム可能な閾値を超えているかどうかを判断するステップであって、前記プログラム可能な閾値は、以前に受信した電磁信号に基づくものである、ステップと、
   前記プログラム可能な期間にわたって前記現在の電磁信号が前記プログラム可能な閾値を超えている場合は前記現在の電磁信号を破棄するステップと、
   を具備し、
   前記プログラム可能な期間にわたって前記プログラム可能な閾値を超えていることは前記現在の電磁信号が持続的な干渉環境を含むことを示していることを特徴とする方法。
2. 前記プログラム可能な期間にわたって前記現在の電磁信号が前記プログラム可能な閾値を超えていない場合は、検出プロセスを続行するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記プログラム可能な期間にわたって受信した前記現在の電磁信号が前記プログラム可能な閾値を超えている場合は、制御信号は前記電磁信号の突然の変化を次に高い層のＯＳＩネットワークに通知するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記プログラム可能な閾値は、変化する環境条件に基づいて適応的に調整されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記環境条件には、季節、天候、及び／又は時刻が含まれることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記電磁信号は、光信号であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記光信号は、ＬＩＤＡＲシステムにより検出されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記光信号は、太陽光又は他の光源のバーストにより、又は太陽光又は他の光源に継続的にさらされるため、前記プログラム可能な閾値を超えることを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 以前の入力値を表す周囲ＤＣ電圧を記憶し、以前の入力値に基づいて電圧を記憶することができるＤＣ検出ブロックであって、記憶した前記周囲ＤＣ電圧は、第１の閾値を定める、ＤＣ検出ブロックと、
   持続的な干渉を判断するための閾値電圧を生成するために動作することができる第２の閾値を生成する持続的な干渉閾値ブロックであって、前記第２の閾値は、前記第１の閾値、現在の入力信号の現在の入力値、及びプログラム可能なパーセンテージ制御に基づく、持続的な干渉閾値ブロックと、
   前記第２の閾値と前記現在の入力信号に基づいて閾値比較信号を生成するコンパレータと、
   前記閾値比較信号に基づいて前記現在の入力信号に持続的な干渉が含まれているかどうかを判断するロジックブロックと、
   を具備するシステム。
10. 前記現在の入力信号が持続的な干渉を含む場合、前記ロジックブロックは、前記現在の入力信号を破棄することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 前記現在の入力信号には持続的な干渉が含まれない場合、前記ロジックブロックは、検出プロセスを続行することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
12. 前記ロジックブロックは、入力信号をサンプリングする時間の長さを制御することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
13. 前記ロジックブロックは、前記持続的な干渉閾値に実装されたＤＣ検出のプログラム可能なパーセンテージを決定することができるプログラム可能なパーセンテージ制御を生じることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
14. 以前の入力信号及び現在の入力信号は、ＬＩＤＡＲシステムの戻り光信号であることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
15. 前記ロジックブロックは、周囲光のレベルを決定するための制御を行うことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
16. 前記戻り光信号は、太陽光又は他の光源のバーストにより、又は太陽光又は他の光源に継続的にさらされるため、プログラム可能な閾値を超えることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
17. コンピュータプログラムコードを格納する非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体であって、前記コンピュータプログラムコードは、システムに実装された１以上のプロセッサにより実行されたとき、前記システムに実行させる方法であって、
    第１の期間を定める第１の電磁信号を受信するステップと、
    第１の閾値を定める、第１の電磁信号の周囲ＤＣ値を記憶するステップと、
    前記第１の期間の後に生じる第２の期間に第２の電磁信号受信するステップと、
    前記第１の閾値、前記第２の電磁信号、及びプログラム可能なパーセンテージ制御に基づいて第２の閾値を生成するステップと、
    前記第２の閾値及び前記第２の電磁信号に基づき、前記第２の電磁信号が持続的な干渉を含むかどうかを検出するステップと、
    を具備することを特徴とする方法。
18. 前記第２の電磁信号が前記第２の閾値を越えている場合、前記第２の電磁信号は、持続的な干渉を含み、前記第２の電磁信号は、破棄されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記第２の電磁信号が前記第２の閾値を越えていない場合、前記第２の電磁信号は、持続的な干渉を含まず、前記第２の電磁信号は、検出プロセスを続行することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
20. 前記電磁信号は、ＬＩＤＡＲシステムの戻り光信号であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。

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