JP2023519508A - レーダアンテナ較正の装置、システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
例えば、レーダ装置は、レーダ受信(Rx)データを受信する入力であって、前記レーダRxデータは、多入力多出力(MIMO)レーダアンテナの複数のRxアンテナを介して受信されたレーダ信号に基づいている、入力と、レーダ情報が少なくとも30デシベル(dB)のピークサイドローブレベル(PSLL)を有する到来角(AoA)スペクトルを含むように前記MIMOレーダアンテナのアンテナ不整合(MM)を較正することによって、前記レーダRxデータに基づいて前記レーダ情報を生成するように構成されたレーダプロセッサとを備え得る。
Description
[相互参照]
本出願は、2020年4月6日に提出された、「APPARATUS, SYSTEM AND METHOD OF RADAR ANTENNA CALIBRATION」と題する米国仮特許出願第63/005,773号の利益及び優先権を主張し、同米国仮特許出願の開示全体は、参照によって本明細書に組み込まれる。
本出願は、2020年4月6日に提出された、「APPARATUS, SYSTEM AND METHOD OF RADAR ANTENNA CALIBRATION」と題する米国仮特許出願第63/005,773号の利益及び優先権を主張し、同米国仮特許出願の開示全体は、参照によって本明細書に組み込まれる。
本明細書において説明される態様は、概して、レーダアンテナ較正に関する。
多入力多出力(MIMO:Multiple Input Multiple Output)レーダは、複数の素子を有する送信(Tx)アレイからの直交信号の送信、及び複数の素子を有する受信(Rx)アレイを介して受信された信号の処理によって、物理的アレイ開口及びアンテナ素子の数の削減を可能にする技術である。
アンテナは、それらの基底状態として何らかの高められた位相及び利得で製造されるので、アンテナアレイは、アンテナ素子の適切な較正を用いないと機能不全に陥ることがある。
図示の簡潔性及び明瞭性のために、図面において示される要素は、必ずしも縮尺どおりに描かれているわけではない。例えば、要素のうちの幾つかの要素の寸法は、提示の明瞭性のために、他の要素に対して誇張されることがある。さらに、参照符号は、対応する又は類似の要素を示すために、図面の中で繰り返されることがある。以下、図面を列挙する。
以下の詳細な説明において、幾つかの態様の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細が記載される。しかしながら、幾つかの態様は、これらの具体的な詳細がなくても実践され得ることが当業者によって理解されるであろう。他の事例では、周知の方法、手順、コンポーネント、ユニット及び/又は回路は、論述を曖昧にしないよう、詳細には説明されていない。
例えば、「処理」、「計算」、「算出」、「決定」、「確立」、「解析」、「チェック」等のような用語を利用する本明細書における論述は、コンピュータのレジスタ及び/又はメモリ内の物理的(例えば、電子的)数量として表されているデータを、動作及び/又はプロセスを実行する命令を記憶し得るコンピュータのレジスタ及び/又はメモリ又は他の情報記憶媒体内の物理的数量として同様に表される他のデータに操作及び/又は変換する、コンピュータ、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングシステム、又は他の電子コンピューティングデバイスの動作及び/又はプロセスを指し得る。
「複数(plurality)」及び「複数(a plurality)」という用語は、本明細書において使用される場合、例えば、「複数(multiple)」又は「2つ又はそれよりも多くの(two or more)」を含む。例えば、「複数のアイテム(a plurality of items)」は、2つ又はそれよりも多くのアイテムを含む。
「例示的(exemplary)」及び「実証的(demonstrative)」という単語は、本明細書において、「一例、事例、実証、又は図示として機能する」を意味するものとして使用される。本明細書において「例示的」又は「実証的」であると説明される任意の態様又は設計は、必ずしも他の態様、又は設計よりも好ましい又は有利であると解釈されるわけではない。
「1つの態様」、「一態様」、「実証的な態様」、「様々な態様」、等に対する言及は、そのように記述された態様及び/又は複数の態様が、特定の特徴、構造、又は特性を含み得るが、全ての態様又は態様が必ずしも当該特定の特徴、構造、又は特性を含むとは限らないことを示している。さらに、「1つの態様では」という文言の繰り返される使用は、必ずしも同じ態様又は態様を指しているとは限らない(ただし、同じ態様を指している場合もある)。
本明細書において使用される場合、別途指示されない限り、共通の物体を記述するための序数詞「第1」、「第2」、「第3」等の使用は、同様の物体の異なるインスタンスが参照されていることを示しているにすぎず、そのように記述された物体が、時間的、空間的、ランキング順、又は他の任意の方法のいずれかの所与のシーケンスでなければならないことを暗示するようには意図されていない。
「少なくとも1つ」及び「1つ又は複数」という文言は、1よりも大きいか又はそれに等しい数量、例えば、1、2、3、4[...]等、を含むものと理解され得る。要素のグループに関する「~のうちの少なくとも1つ」という文言は、本明細書において、それらの要素からなるグループからの少なくとも1つの要素を意味するように使用され得る。例えば、要素のグループに関する「~のうちの少なくとも1つ」という文言は、本明細書において、列挙された要素のうちの1つ、列挙された要素のうちの1つのものの複数、複数の個々の列挙された要素、又は複数の多数の個々の列挙された要素を意味するように使用され得る。
「データ」という用語は、本明細書において使用される場合、例えばファイル、ファイルの一部分、ファイルのセット、信号又はストリーム、信号又はストリームの一部分、信号又はストリームのセット等として提供される、任意の適したアナログ又はデジタル形式の情報を含むものと理解され得る。さらに、「データ」という用語は、例えばポインタ形式の、情報への参照を意味するようにも使用され得る。しかしながら、「データ」という用語は、上記で言及された例に限定されず、様々な形式を取り得、及び/又は、当該技術分野において理解されているような任意の情報を表し得る。
「プロセッサ」又は「コントローラ」という用語は、任意の適したタイプのデータ及び/又は情報のハンドリングを可能にする任意の種類の技術的エンティティを含むものと理解され得る。データ及び/又は情報は、プロセッサ又はコントローラによって実行される1つ又は複数の特定の機能に従ってハンドリングされ得る。さらに、プロセッサ又はコントローラは、任意の種類の回路、例えば、任意の種類のアナログ又はデジタル回路として理解され得る。それゆえ、プロセッサ又はコントローラは、アナログ回路、デジタル回路、混合信号回路、論理回路、プロセッサ、マイクロプロセッサ、中央処理ユニット(CPU)、グラフィックス処理ユニット(GPU)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、集積回路、特定用途向け集積回路(ASIC)等、又はこれらの任意の組み合わせであってもよいし、これらを含んでもよい。以下で更に詳細に説明されるそれぞれの機能の他の任意の種類の実装も、プロセッサ、コントローラ、又は論理回路として理解され得る。本明細書において詳述される任意の2つ(又はそれよりも多く)のプロセッサ、コントローラ、又は論理回路が、同等の機能を有する単一のエンティティ等として実現され得ること、また逆に、本明細書において詳述される任意の単一のプロセッサ、コントローラ、又は論理回路が同等の機能を有する2つ(又はそれよりも多く)の別個のエンティティ等として実現され得ることが理解される。
「メモリ」という用語は、データ又は情報を索出に備えて内部に記憶することができるコンピュータ可読媒体(例えば、非一時的コンピュータ可読媒体)として理解される。それゆえ、「メモリ」に対する参照は、とりわけ、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、フラッシュメモリ、ソリッドステートストレージ、磁気テープ、ハードディスクドライブ、光学ドライブを含む揮発性若しくは不揮発性メモリ、又はこれらの任意の組み合わせを指すものとして理解され得る。本明細書において、とりわけ、レジスタ、シフトレジスタ、プロセッサレジスタ、データバッファも、メモリという用語によって包含される。「ソフトウェア」という用語は、ファームウェアを含む、任意のタイプの実行可能命令及び/又はロジックを指すように使用され得る。
「車両」は、任意のタイプの被駆動物体を含むものと理解され得る。例示として、車両は、燃焼エンジン、電気エンジン、反動エンジン、電気駆動式物体、ハイブリッド駆動式物体、又はこれらの組み合わせを有する被駆動物体であり得る。車両は、とりわけ、自動車、バス、ミニバス、バン、トラック、モバイルホーム(mobile home)、車両トレーラ、バイク、自転車、三輪車、機関車、貨物列車、可動ロボット、パーソナルトランスポータ(personal transporter)、ボート、船、潜水艇、潜水艦、ドローン、航空機、ロケットであり得るか、又はこれらを含み得る。
「地上車両(ground vehicle)」は、地上、例えば、街路上、道路上、軌道上、1つ又は複数のレール上、オフロード等を移動するように構成されている任意のタイプの車両を含むものと理解され得る。
「自律車両」は、運転者の入力を伴わずに少なくとも1つのナビゲート変更を実装することが可能な車両を記述し得る。ナビゲート変更は、ステアリング、制動、加速/減速、又は車両の運動に関する他の任意の動作のうちの1つ又は複数の変更を記述するか、又はこれを含み得る。車両は、車両が完全に自律的ではない場合であっても、例えば、運転者が完全に操作可能であるか又は運転者の入力を伴わない場合であっても、自律的と記述され得る。自律車両は、特定の期間中には運転者の制御下で、かつ他の期間中には運転者の制御を伴わずに動作することができる車両を含み得る。加えて、又は代替的には、自律車両は、車両ナビゲーションの幾つかの態様のみ、例えば、車線制限間に車両進路を維持するためのステアリング、又は、例えば全ての状況下ではなく特定の状況下での幾つかのステアリング動作等のみを制御するが、車両ナビゲーションの他の態様、例えば、制動又は特定の状況下での制動は運転者に委ね得る車両を含み得る。加えて、又は代替的には、自律車両は、特定の状況下、例えば運転者の入力に対して敏感であるようなハンズオンでの車両ナビゲーションの1つ又は複数の態様の制御を共有する車両、及び/又は、特定の状況下、例えば運転者の入力から独立しているようなハンズオフでの車両ナビゲーションの1つ又は複数の態様を制御する車両を含み得る。加えて、又は代替的には、自律車両は、特定の状況下、例えば、特定の環境条件、例えば、空間領域、道路条件等の下での車両ナビゲーションの1つ又は複数の態様を制御する車両を含み得る。幾つかの態様では、自律車両は、車両の制動、スピード制御、速度制御、ステアリング、及び/又は他の任意の更なる動作の幾つか又は全ての態様をハンドリングし得る。自律車両は、運転者を伴わずに動作することができる車両を含み得る。車両の自律性のレベルは、車両のSociety of Automotive Engineers(SAE)レベルによって、例えば、SAEによって、例えば「SAE J3016 2018:Taxonomy and definitions for terms related to driving automation systems for on road motor vehicles」において定義されたものとして、又は他の関連専門家組織によって、記述又は決定され得る。SAEレベルは、最小レベル、例えば、レベル0(例示として、実質的に運転自動化なし)から、最大レベル、例えば、レベル5(例示として、完全な運転自動化)までの範囲に及ぶ値を有し得る。
「車両動作データ」という文言は、車両の動作に関係付けられた任意のタイプの特徴を記述するものと理解され得る。例示として、「車両動作データ」は、車両のタイヤのタイプ、車両のタイプ、及び/又は車両の製造年等の車両のステータスを記述し得る。より一般的には、「車両動作データ」は、静的特徴又は静的車両動作データ(例示として、経時的に変化しない特徴又はデータ)を記述するか、又はこれらを含み得る。別の例として、加えて、又は代替的には、「車両動作データ」は、車両の動作中に変化する特徴、例えば、環境条件、例えば、車両の動作中の天候条件又は道路条件、燃料レベル、流体レベル、車両の駆動源の動作パラメータ等を記述するか、又はこれらを含み得る。より一般的には、「車両動作データ」は、変動する特徴又は変動する車両動作データ(例示として、時間変動する特徴又はデータ)を記述するか、又はこれらを含み得る。
幾つかの態様は、様々なデバイス及びシステム、例えば、レーダセンサ、レーダデバイス、レーダシステム、車両、車両システム、自律車両システム、車両通信システム、車両デバイス、空中プラットフォーム、水上輸送プラットフォーム、道路インフラストラクチャ、スポーツキャプチャインフラストラクチャ、都市モニタリングインフラストラクチャ、静的インフラストラクチャプラットフォーム、屋内プラットフォーム、移動プラットフォーム、ロボットプラットフォーム、産業プラットフォーム、センサデバイス、ユーザ機器(UE)、モバイルデバイス(MD)、無線局(STA)、センサデバイス、非車両デバイス、モバイル又はポータブルデバイス等と併せて使用され得る。
幾つかの態様は、無線周波数(RF)システム、レーダシステム、車両レーダシステム、自律システム、ロボットシステム、検出システム等と併せて使用され得る。
幾つかの実証的な態様は、10ギガヘルツ(GHz)超の開始周波数を有する周波数帯域、例えば、10GHz~120GHzの開始周波数を有する周波数帯域のRF周波数と併せて使用され得る。例えば、幾つかの実証的な態様は、30GHz超、例えば、45GHz超、例えば、60GHz超の開始周波数を有するRF周波数と併せて使用され得る。例えば、幾つかの実証的な態様は、自動車レーダ周波数帯域、例えば、76GHz~81GHzの周波数帯域と併せて使用され得る。しかしながら、他の態様は、他の任意の適した周波数帯域、例えば、140GHz超の周波数帯域、300GHzの周波数帯域、サブテラヘルツ(THz)帯域、THz帯域、赤外線(IR)帯域、及び/又は他の任意の周波数帯域を利用して実装され得る。
本明細書において使用される場合、「回路」という用語は、1つ又は複数のソフトウェア又はファームウェアプログラムを実行する特定用途向け集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)、集積回路、電子回路、プロセッサ(共有、専用、又はグループ)、及び/又はメモリ(共有、専用、又はグループ)、組み合わせ論理回路、及び/又は説明される機能を提供する他の適したハードウェアコンポーネントを指すか、これらの一部であるか、又はこれらを含み得る。幾つかの態様では、回路は、1つ又は複数のソフトウェア又はファームウェアモジュールにおいて実装され得るか、又は回路に関連付けられた機能は、1つ又は複数のソフトウェア又はファームウェアモジュールによって実装され得る。幾つかの態様では、回路は、少なくとも部分的にハードウェアにおいて動作可能であるロジックを含み得る。
「ロジック」という用語は、例えば、コンピューティング装置の回路に埋め込まれたコンピューティングロジック、及び/又は、コンピューティング装置のメモリに記憶されたコンピューティングロジックを指し得る。例えば、ロジックは、コンピューティング機能及び/又は動作を実行するようにコンピューティングロジックを実行するためにコンピューティング装置のプロセッサによってアクセス可能であり得る。1つの例では、ロジックは、様々なタイプのメモリ及び/又はファームウェア、例えば、様々なチップ及び/又はプロセッサのシリコンブロックに埋め込まれ得る。ロジックは、様々な回路、例えば、無線回路、受信機回路、制御回路、送信機回路、送受信機回路、プロセッサ回路等に含まれ、及び/又は、これらの一部として実装され得る。1つの例では、ロジックは、ランダムアクセスメモリ、リードオンリメモリ、プログラマブルメモリ、磁気メモリ、フラッシュメモリ、永続メモリ等を含む揮発性メモリ及び/又は不揮発性メモリに埋め込まれ得る。ロジックは、1つ又は複数のプロセッサによって、例えば当該ロジックを実行する必要に応じて、当該1つ又は複数のプロセッサに結合されたメモリ、例えば、レジスタ、バッファ、スタック等を使用して実行され得る。
信号に関して本明細書において使用される場合、「通信する(communicating)」という用語は、信号を送信すること及び/又は信号を受信することを含む。例えば、信号を通信することが可能である装置は、信号を送信する送信機及び/又は信号を受信する受信機を含み得る。通信するという動詞は、送信するアクション又は受信するアクションを指すように使用され得る。1つの例では、「信号を通信する」という文言は、送信機によって信号を送信するアクションを指し得、必ずしも受信機によって信号を受信するアクションを含むとは限らない場合がある。別の例では、「信号を通信する」という文言は、受信機によって信号を受信するアクションを指し得、必ずしも送信機によって信号を送信するアクションを含むとは限らない場合がある。
「アンテナ」という用語は、本明細書において使用される場合、1つ又は複数のアンテナ素子、コンポーネント、ユニット、アセンブリ及び/又はアレイの任意の適した構成、構造及び/又は配列を含み得る。幾つかの態様では、アンテナは、別個の送信アンテナ素子及び受信アンテナ素子を使用して送信機能及び受信機能を実装し得る。幾つかの態様では、アンテナは、共通の及び/又は一体化された送信/受信素子を使用して送信機能及び受信機能を実装し得る。アンテナは、例えば、フェーズドアレイアンテナ、単一素子アンテナ、スイッチトビームアンテナのセット等を含み得る。1つの例では、アンテナは、別個の素子又は一体化素子として、例えば、オンモジュールアンテナ、オンチップアンテナとして、又は他の任意のアンテナアーキテクチャに従って、実装され得る。
幾つかの実証的な態様は、本明細書において、RFレーダ信号に関して説明される。しかしながら、他の態様は、他の任意のレーダ信号、ワイヤレス信号、IR信号、音響信号、光信号、ワイヤレス通信信号、通信スキーム、ネットワーク、規格、及び/又はプロトコルに関して、又はこれらと併せて、実装され得る。例えば、幾つかの実証的な態様は、光信号及び/又は音響信号を利用するシステム、例えば、光検出測距(LiDAR)システム、及び/又はソナーシステムに関して実装され得る。
ここで図1に対して参照がなされ、図1は、幾つかの実証的な態様に係る、レーダを実装する車両100ブロック図を概略的に示している。
幾つかの実証的な態様では、車両100は、車、トラック、バイク、バス、列車、空中車両、水上輸送車両、カート、ゴルフカート、電気カート、道路エージェント、又は他の任意の車両を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、車両100は、例えば以下で説明されるように、レーダデバイス101を備え得る。例えば、レーダデバイス101は、例えば以下で説明されるように、レーダ検出デバイス、レーダ検知デバイス、レーダセンサ等を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス101は、車両システム、例えば、車両100において実装及び/又は搭載されることになるシステムの一部として実装され得る。
1つの例では、レーダデバイス101は、自律車両システム、自動化運転システム、運転者支援及び/又はサポートシステム等の一部として実装され得る。
例えば、レーダデバイス101は、付近の物体の検出のために、例えば自律運転のために車両101に設置され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス101は、例えば以下で説明されるように、例えば、RF及びアナログチェーン、キャパシタ構造、大型スパイラルトランス及び/又は他の任意の電子又は電気素子を使用して、車両100の近位、例えば遠方近位及び/又は近接近位にあるターゲットを検出するように構成され得る。1つの例では、レーダデバイス101は、車両100上に搭載され、車両100上に例えば直接配置され、又は車両100に取り付けられ得る。
幾つかの実証的な態様では、車両100は、単一のレーダデバイス101を備え得る。他の態様では、車両100は、例えば複数のロケーションにおいて、例えば車両100の周囲に、複数のレーダデバイス101を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス101は、例えば、ほぼ全ての天候条件において動作するレーダの能力に起因して、運転者支援及び/又は自律車両のために使用されるセンサのスイートにおけるコンポーネントとして実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス101は、例えば以下で説明されるように、自律車両使用をサポートするように構成され得る。
1つの例では、レーダデバイス101は、クラス、ロケーション、方位、速度、意図、環境の知覚的理解、及び/又は、環境における物体に対応する他の任意の情報を決定し得る。
別の例では、レーダデバイス101は、1つ又は複数の動作及び/又はタスク、例えば、経路計画及び/又は他の任意のタスクのための1つ又は複数のパラメータ及び/又は情報を決定するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス101は、例えば以下で説明されるように、ターゲットのエコー(反射性)を測定し、例えば主にレンジ、速度、方位角及び/又は仰角においてそれらを区別することによってシーンをマッピングするように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス101は、車両100の近位、例えば遠方近位及び/又は近接近位に位置する1つ又は複数の物体を検出及び/又は検知し、当該物体に関する1つ又は複数のパラメータ、属性、及び/又は情報を提供するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、物体は、他の車両、歩行者、交通標識、交通信号機、道路、道路要素、例えば、舗装道路交差点、縁線、危険要因、例えば、タイヤ、箱、路面における亀裂等を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、物体に関する1つ又は複数のパラメータ、属性及び/又は情報は、車両100からの物体のレンジ、車両100に対する物体の角度、車両100に対する物体のロケーション、車両100に対する物体の相対スピード等を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス101は、例えば以下で説明されるように、多入力多出力(MIMO)レーダデバイス101を含み得る。1つの例では、MIMOレーダデバイスは、送信(Tx)信号及び/又は受信(Rx)信号のうちの一方又は両方のための「空間フィルタリング」処理、例えば、ビームフォーミング及び/又は他の任意のメカニズムを利用するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様は、MIMOレーダとして実装されるレーダデバイス、例えばレーダデバイス101に関して以下で説明される。しかしながら、他の態様では、レーダデバイス101は、複数のアンテナ素子を利用する他の任意のタイプのレーダ、例えば、単入力多出力(SIMO)レーダ又は多入力単出力(MISO)レーダとして実装され得る。
幾つかの実証的な態様は、例えば以下で説明されるように、MIMOレーダとして実装されるレーダデバイス、例えばレーダデバイス101に関して実装され得る。しかしながら、他の態様では、レーダデバイス101は、他の任意のタイプのレーダ、例えば、環境及び/又は自己状態(ego state)に従って自身の送信を変化させる電子ビームステアリングレーダ、合成開口レーダ(SAR)、適応的レーダ及び/又は認知レーダ、反射アレイレーダ等として実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス101は、例えば以下で説明されるように、アンテナ配列102と、アンテナ配列102を介してレーダ信号を通信するように構成されたレーダフロントエンド103と、レーダ信号に基づいてレーダ情報を生成するように構成されたレーダプロセッサ104とを備え得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ104は、例えば以下で説明されるように、レーダデバイス101のレーダ情報を処理し、及び/又はレーダデバイス101の1つ又は複数の動作を制御するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ104は、回路及び/又はロジック、例えば、回路及び/又はロジックを含む1つ又は複数のプロセッサ、メモリ回路及び/又はロジックを含み得るか、又は部分的に又は全体的に、当該回路及び/又はロジックによって、実装され得る。加えて、又は代替的には、レーダプロセッサ104の1つ又は複数の機能は、例えば以下で説明されるように、機械及び/又は1つ又は複数のプロセッサによって実行され得るロジックによって実装され得る。
1つの例では、レーダプロセッサ104は、例えば1つ又は複数のプロセッサに結合された、少なくとも1つのメモリを備え得、当該少なくとも1つのメモリは、例えば、例として少なくとも一時的に、1つ又は複数のプロセッサ及び/又は回路によって処理される情報の少なくとも一部を記憶するように構成され得、及び/又は、プロセッサ及び/又は回路によって利用されることになるロジックを記憶するように構成され得る。
他の態様では、レーダプロセッサ104は、車両100の1つ又は複数の更なる又は代替的な要素によって実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダフロントエンド103は、例えば以下で説明されるように、例えば、1つ又は複数の(レーダ)送信機及び1つ又は複数の(レーダ)受信機を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、アンテナ配列102は、レーダ信号を通信する複数のアンテナを含み得る。例えば、アンテナ配列102は、送信アンテナアレイの形式の複数の送信アンテナ、及び受信アンテナアレイの形式の複数の受信アンテナを含み得る。別の例では、アンテナ配列102は、送信アンテナ及び受信アンテナの両方として使用される1つ又は複数のアンテナを含み得る。後者の場合、レーダフロントエンド103は、例えば、デュプレクサ、例えば、受信された信号から送信された信号を分離する回路を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、図1において示されているように、レーダフロントエンド103及びアンテナ配列102は、例えばレーダプロセッサ104によって、無線送信信号105を送信するように制御され得る。
幾つかの実証的な態様では、図1において示されているように、無線送信信号105は、物体106によって反射され得、その結果、エコー107がもたらされる。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス101は、例えばアンテナ配列102及びレーダフロントエンド103を介して、エコー107を受信し得、レーダプロセッサ104は、例えば、物体106の、例えば車両100に対する位置、軸方向速度(ドップラー)、及び/又は方向に関する情報を算出することによってレーダ情報を生成し得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ104は、レーダ情報を、例えば車両100の自律運転のために、車両100の車両コントローラ108に提供するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ104の機能のうちの少なくとも一部は、車両コントローラ108の一部として実装され得る。他の態様では、レーダプロセッサ104の機能は、レーダデバイス101及び/又は車両100の他の任意の要素の一部として実装され得る。他の態様では、レーダプロセッサ104は、レーダデバイス101及び/又は車両100の他の任意の要素の別個の部分として、又はこれらの一部として実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、車両コントローラ108は、車両100の1つ又は複数の機能、動作モード、コンポーネント、デバイス、システム及び/又は要素を制御するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、車両コントローラ108は、例えば以下で説明されるように、車両100の1つ又は複数の車両システムを制御するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、車両システムは、例えば、車両100のステアリングシステム、制動システム、運転システム、及び/又は他の任意のシステムを含み得る。
幾つかの実証的な態様では、車両コントローラ108は、レーダデバイス101を制御し、及び/又は、レーダデバイス101からの1つ又は複数のパラメータ、属性及び/又は情報を処理するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、車両コントローラ108は、例えば、レーダデバイス101及び/又は車両100の1つ又は複数の他のセンサ、例えば光検出測距(LIDAR)センサ、カメラセンサ等からのレーダ情報に基づいて、例えば車両100の車両システムを制御するように構成され得る。
1つの例では、車両コントローラ108は、例えば、レーダデバイス101からの情報に基づいて、例えば、レーダデバイス101によって検出された1つ又は複数の物体に基づいて、車両100のステアリングシステム、制動システム、及び/又は他の任意の車両システムを制御し得る。
他の態様では、車両コントローラ108は、車両100の他の任意の更なる又は代替的な機能を制御するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様は、本明細書において、車両、例えば車両100において実装されるレーダデバイス101に関して説明される。他の態様では、レーダデバイス、例えばレーダデバイス101は、交通システム又はネットワークの他の任意の要素の一部として、例えば、道路インフラストラクチャ及び/又は交通ネットワーク又はシステムの他の任意の要素の一部として、実装され得る。他の態様は、他の任意の物体、環境、ロケーション、又は場所において実装され得る、他の任意のシステム、環境及び/又は装置に関して実装され得る。例えば、レーダデバイス101は、例えば屋内ロケーション、屋外の静止インフラストラクチャ、又は他の任意のロケーションにおいて実装され得る非車両デバイスの一部であり得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス101は、セキュリティ使用をサポートするように構成され得る。1つの例では、レーダデバイス101は、検出されたイベントの脅威レベルを識別するために、動作の性質、例えば、人間の立ち入り、動物の立ち入り、環境上の運動等、及び/又は他の任意の更なる又は代替的な動作の性質を決定するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様は、例えば以下で説明されるように、例えばロボットのための、他の任意の更なる又は代替的なデバイス及び/又はシステムに関して実装され得る。
他の態様では、レーダデバイス101は、他の任意の使用及び/又は応用をサポートするように構成され得る。
ここで図2に対して参照がなされ、図2は、幾つかの実証的な態様に係る、レーダを実装するロボット200のブロック図を概略的に示している。
幾つかの実証的な態様では、ロボット200は、ロボットアーム201を備え得る。ロボット200は、例えば、物体213をハンドリングするために工場において実装され得、物体213は、例えば、製造中の製品に固着されるべきである部品であり得る。ロボットアーム201は、複数の可動部材、例えば、可動部材202、203、204と、支持台205とを備え得る。例えば関連付けられたモータの作動による、ロボットアーム201の可動部材202、203、及び/又は204の運動は、タスク、例えば、物体213のハンドリングを実行するための環境との物理的インタラクションを可能にし得る。
幾つかの実証的な態様では、ロボットアーム201は、例えば部材202、203、及び/又は204を、互いに及び支持台205と接続し得る複数のジョイント要素、例えば、ジョイント要素207、208、209を備え得る。例えば、ジョイント要素207、208、209は、1つ又は複数のジョイントを有し得、当該ジョイントの各々は、関連付けられた部材に対する、回転可能運動、例えば回転運動、及び/又は並進運動、例えば変位、及び/又は部材同士の互いに対する運動を提供し得る。部材202、203、204の運動は、適したアクチュエータによって開始され得る。
幾つかの実証的な態様では、支持台205から最も遠い部材、例えば部材204は、エンドエフェクタ204とも称される場合があり、物体を把持するかぎ爪、溶接工具等のような1つ又は複数の工具を備え得る。支持台205により近い他の部材、例えば、部材202、203は、例えば3次元空間における、エンドエフェクタ204の位置を変化させるために利用され得る。例えば、ロボットアーム201は、例えば場合によってはその端部に工具を有する状態で、人間の腕と同様に機能するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、ロボット200は、例えば、実行されることになるタスクに従ってロボットアーム201を制御するために、例えば、制御プログラムに従ってロボットアームのアクチュエータを制御することによって、環境とのインタラクションを実装するように構成された(ロボット)コントローラ206を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、アクチュエータは、駆動されることに応答してメカニズム又はプロセスに影響を与えるように適応されたコンポーネントを含み得る。アクチュエータは、コントローラ206によって与えられるコマンド(いわゆる起動)に、機械的運動を実行することによって、応答することができる。これは、アクチュエータ、典型的にはモータ(又は電気機械的変換器)が、起動(すなわち、作動)されると電気エネルギーを機械的エネルギーに変換するように構成され得ることを意味する。
幾つかの実証的な態様では、コントローラ206は、ロボット200のレーダプロセッサ210と通信し得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダフロント211及びレーダアンテナ配列212は、レーダプロセッサ210に結合され得る。1つの例では、レーダフロント211及び/又はレーダアンテナ配列212は、例えば、ロボットアーム201の一部として含まれ得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダフロントエンド211、レーダアンテナ配列212及びレーダプロセッサ210は、レーダデバイスとして動作可能であり得、及び/又は、レーダデバイスを形成するように構成され得る。例えば、例として上記で説明されたように、アンテナ配列212は、アンテナ配列102(図1)の1つ又は複数の機能を実行するように構成され得、レーダフロントエンド211は、レーダフロントエンド103(図1)の1つ又は複数の機能を実行するように構成され得、及び/又は、レーダプロセッサ210は、レーダプロセッサ104(図1)の1つ又は複数の機能を実行するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば、レーダフロントエンド211及びアンテナ配列212は、例えばレーダプロセッサ210によって、無線送信信号214を送信するように制御され得る。
幾つかの実証的な態様では、図2において示されているように、無線送信信号214は、物体213によって反射され得、その結果、エコー215がもたらされる。
幾つかの実証的な態様では、エコー215は、例えばアンテナ配列212及びレーダフロントエンド211を介して、受信され得、レーダプロセッサ210は、例えば、物体213の、例えばロボットアーム201に対する位置、スピード(ドップラー)及び/又は方向に関する情報を算出することによってレーダ情報を生成し得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ210は、レーダ情報を、例えばロボットアーム201を制御するために、ロボットアーム201のロボットコントローラ206に提供するように構成され得る。例えば、ロボットコントローラ206は、例えば、物体213を掴むために、及び/又は他の任意の動作を実行するために、レーダ情報に基づいて、ロボットアーム201を制御するように構成され得る。
図3に対して参照がなされ、図3は、幾つかの実証的な態様に係る、レーダ装置300を概略的に示している。
幾つかの実証的な態様では、レーダ装置300は、例えば以下で説明されるように、デバイス又はシステム301の一部として実装され得る。
例えば、レーダ装置300は、図1及び/又は図2を参照して上記で説明されたデバイス又はシステムの一部として実装され得、及び/又は、これらの1つ又は複数の動作及び/又は機能を実行するように構成され得る。他の態様では、レーダ装置300は、他の任意のデバイス又はシステム301の一部として実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス300は、アンテナ配列を備え得、当該アンテナ配列は、1つ又は複数の送信アンテナ302及び1つ又は複数の受信アンテナ303を含み得る。他の態様では、他の任意のアンテナ配列が実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス300は、レーダフロントエンド304と、レーダプロセッサ309とを備え得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば以下で説明されるように、図3において示されているように、1つ又は複数の送信アンテナ302は、レーダフロントエンド304の送信機(又は送信機配列)305と結合され得、及び/又は、1つ又は複数の受信アンテナ303は、レーダフロントエンド304の受信機(又は受信機配列)306と結合され得る。
幾つかの実証的な態様では、送信機305は、例えば以下で説明されるように、1つ又は複数の送信アンテナ302によって送信されることになる無線送信信号を生成するように構成された1つ又は複数の要素、例えば、発振器、電力増幅器及び/又は1つ又は複数の他の要素を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば、レーダプロセッサ309は、デジタルレーダ送信データ値をレーダフロントエンド304に提供し得る。例えば、レーダフロントエンド304は、デジタルレーダ送信データ値をアナログ送信信号に変換するデジタル対アナログ変換器(DAC)307を備え得る。送信機305は、アナログ送信信号を、送信アンテナ302によって送信されることになる無線送信信号に変換し得る。
幾つかの実証的な態様では、受信機306は、例えば以下で説明されるように、1つ又は複数の受信アンテナ303を介して受信された無線信号を処理、ダウンコンバートするように構成された1つ又は複数の要素、例えば、1つ又は複数のミキサ、1つ又は複数のフィルタ及び/又は1つ又は複数の他の要素を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば、受信機306は、1つ又は複数の受信アンテナ303を介して受信された無線受信信号をアナログ受信信号に変換し得る。レーダフロントエンド304は、アナログ受信信号に基づいてデジタルレーダ受信データ値を生成するアナログ対デジタル(ADC)変換器308を備え得る。例えば、レーダフロントエンド304は、デジタルレーダ受信データ値をレーダプロセッサ309に提供し得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ309は、例えばデバイス/システム301の環境において、例えば1つ又は複数の物体を検出するために、デジタルレーダ受信データ値を処理するように構成され得る。この検出は、例えば、1つ又は複数の物体の、例えばシステム301に対する、レンジ、スピード(ドップラー)、方向、及び/又は他の任意の情報のうちの1つ又は複数を含む情報の決定を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ309は、決定されたレーダ情報をデバイス/システム301のシステムコントローラ310に提供するように構成され得る。例えば、システムコントローラ310は、例えばデバイス/システム301が車両デバイス/システムを含む場合には車両コントローラ、例えばデバイス/システム301がロボットデバイス/システムを含む場合にはロボットコントローラ、又は他の任意のタイプのデバイス/システム301については他の任意のタイプのコントローラを含み得る。
幾つかの実証的な態様では、システムコントローラ310は、例えば1つ又は複数の対応するアクチュエータによる、システム301の1つ又は複数の被制御システムコンポーネント311、例えば、モータ、ブレーキ、ステアリング等を制御するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス300は、例えば、レーダ300によって処理される情報、例えば、レーダプロセッサ309によって処理されるデジタルレーダ受信データ値、レーダプロセッサ309によって生成されるレーダ情報、及び/又はレーダプロセッサ309によって処理されることになる他の任意のデータを記憶する、ストレージ312又はメモリ313を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、デバイス/システム301は、例えば、システムコントローラ310の1つ又は複数の機能を少なくとも部分的に実装し、及び/又は、システムコントローラ310、レーダデバイス300、被制御システムコンポーネント311、及び/又はデバイス/システム301の1つ又は複数の更なる要素の間の通信を実行する、例えば、アプリケーションプロセッサ314及び/又は通信プロセッサ315を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダデバイス300は、例えば以下で説明されるように、レンジ、スピード、及び/又は方向の決定をサポートし得る形式で無線送信信号を生成及び送信するように構成され得る。
例えば、レーダの無線送信信号は、複数のパルスを含むように構成され得る。例えば、パルス送信は、レーダデバイスがエコーをリスンする時間との組み合わせでの短い高出力バーストの送信を含み得る。
例えば、例として自動車シナリオにおいて、非常に動的な状況をより最適にサポートするために、連続波(CW)が代わりに、無線送信信号として使用され得る。しかしながら、例えば一定周波数を有する連続波は、速度決定をサポートし得るが、例えば距離算出を可能にし得る時間マークの欠如に起因して、レンジ決定を可能にしない場合がある。
幾つかの実証的な態様では、無線送信信号105(図1)は、例えば以下で説明されるように、例えば、周波数変調連続波(FMCW)レーダ、位相変調連続波(PMCW)レーダ、直交周波数分割多重(OFDM)レーダ、及び/又は、レンジ、速度、及び/又は方向の決定をサポートし得る他の任意のタイプのレーダ技術等の技術に従って送信され得る。
図4に対して参照がなされ、図4は、幾つかの実証的な態様に係る、FMCWレーダ装置を概略的に示している。
幾つかの実証的な態様では、FMCWレーダデバイス400は、レーダフロントエンド401と、レーダプロセッサ402とを備え得る。例えば、レーダフロントエンド304(図3)は、レーダフロントエンド401の1つ又は複数の要素を備え得、及び/又は、レーダフロントエンド401の1つ又は複数の動作及び/又は機能を実行し得、及び/又は、レーダプロセッサ309(図3)は、レーダプロセッサ402の1つ又は複数の要素を備え得、及び/又は、レーダプロセッサ402の1つ又は複数の動作及び/又は機能を実行し得る。
幾つかの実証的な態様では、FMCWレーダデバイス400は、例えば一定周波数で無線送信信号を送信するのではなく、FMCWレーダ技術に従って無線信号を通信するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、無線フロントエンド401は、例えば周期的に、例えば鋸歯波形403に従って、送信信号の周波数を上昇させ及びリセットするように構成され得る。他の態様では、三角波形、又は他の任意の適した波形が使用され得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば、レーダプロセッサ402は、波形403を、例えばデジタル形式で、例えばデジタル値のシーケンスとして、フロントエンド401に提供するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダフロントエンド401は、波形403をアナログ形式に変換し、これを電圧制御された発振器405に供給するDAC404を備え得る。例えば、発振器405は、波形403に従って周波数変調され得る出力信号を生成するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、発振器405は、1つ又は複数の送信アンテナ406によってフィード及び送出され得る、無線送信信号を含む出力信号を生成するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、発振器405によって生成される無線送信信号は、鋸歯波形403を有する正弦波の変調の結果であり得る、チャープ407のシーケンスの形式を有し得る。
1つの例では、チャープ407は、例えば最小周波数から最大周波数への、鋸歯波形403の「歯」によって周波数変調される発振器信号の正弦波に対応し得る。
幾つかの実証的な態様では、FMCWレーダデバイス400は、無線受信信号を受信する1つ又は複数の受信アンテナ408を備え得る。無線受信信号は、例えば任意の雑音、干渉等に加えて、無線送信信号のエコーに基づくものであり得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダフロントエンド401は、無線送信信号を無線受信信号と混合して混合信号にするミキサ409を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダフロントエンド401は、ミキサ409からの混合信号をフィルタリングしてフィルタリングされた信号を提供するように構成され得るフィルタ、例えば、ローパスフィルタ(LPF)410を備え得る。例えば、レーダフロントエンド401は、フィルタリングされた信号を、レーダプロセッサ402に提供され得るデジタル受信データ値に変換するADC411を備え得る。別の例では、フィルタ410は、デジタルフィルタであり得、ADC411は、ミキサ409とフィルタ410との間に配列され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ402は、例えば、1つ又は複数の物体のレンジ、スピード(速度/ドップラー)、及び/又は方向(AoA)情報を含むレーダ情報を提供するためにデジタル受信データ値を処理するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ402は、デジタル受信データ値から、レンジ情報を抽出するのに使用され得る、遅延応答を抽出する第1の高速フーリエ変換(FFT)(「レンジFFT」とも称される)、及び/又は、デジタル受信データ値から、速度情報を抽出するのに使用され得る、ドップラーシフト応答を抽出する第2のFFT(「ドップラーFFT」とも称される)を実行するように構成され得る。
他の態様では、他の任意の更なる又は代替的な方法がレンジ情報を抽出するために利用され得る。1つの例では、デジタルレーダ実装において、送信された信号との相関が、例えば、整合フィルタ実装に従って、使用され得る。
図5に対して参照がなされ、図5は、幾つかの実証的な態様に係る、デジタル受信レーダデータ値からレンジ及びスピード(ドップラー)推定を抽出するために実装され得る抽出スキームを概略的に示している。例えば、レーダプロセッサ104(図1)、レーダプロセッサ210(図2)、レーダプロセッサ309(図3)、及び/又はレーダプロセッサ402(図4)は、図5の抽出スキームの1つ又は複数の態様に従って、デジタル受信レーダデータ値からレンジ及び/又はスピード(ドップラー)推定を抽出するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、図5において示されているように、例えば無線送信信号のエコーを含む無線受信信号が、受信アンテナアレイ501によって受信され得る。無線受信信号は、例えば上記で説明されたように、無線レーダフロントエンド502によって、デジタル受信データ値を生成するために処理され得る。無線レーダフロントエンド502は、例えば上記で説明されたように、デジタル受信データ値をレーダプロセッサ503に提供し得、レーダプロセッサ503は、レーダ情報を提供するためにデジタル受信データ値を処理し得る。
幾つかの実証的な態様では、デジタル受信データ値は、データキューブ504の形式で表され得る。例えば、データキューブ504は、送信アンテナから送信され、M個の受信アンテナによって受信される無線信号に基づくものである、無線受信信号のデジタル化サンプルを含み得る。幾つかの実証的な態様では、例えば、MIMO実装に関して、複数の送信アンテナが存在し得、サンプルの数は、これに応じて倍増され得る。
幾つかの実証的な態様では、データキューブ504の層、例えば、データキューブ504の水平層は、アンテナ、例えば、M個のアンテナのうちのそれぞれのアンテナのサンプルを含み得る。
幾つかの実証的な態様では、データキューブ504は、K個のチャープについてのサンプルを含み得る。例えば、図5において示されているように、チャープのサンプルは、いわゆる「スロータイム(slow time)」方向において配列され得る。
幾つかの実証的な態様では、データキューブ504は、チャープについて、例えば、チャープごとに、L個のサンプル、例えば、L=512又は他の任意の数のサンプルを含み得る。例えば、図5において示されているように、チャープごとのサンプルは、データキューブ504のいわゆる「ファストタイム(fast time)」方向において配列され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ503は、第1のFFTによって、複数のサンプル、例えば、チャープごと及びアンテナごとに収集されるL個のサンプルを処理するように構成され得る。第1のFFTは、例えば、第1のFFTによるデータキューブ504の処理の結果が再び3次元を有し得るように、チャープごと及びアンテナごとに実行され得、かつ、例えばL個のサンプリング時間についての値ではなく、L個のレンジビンについての値を含みながらデータキューブ504のサイズを有し得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ503は、例えば、例としてアンテナごと及びレンジビンごとに、チャープに沿った第2のFFTに従って結果を処理することによって、第1のFFTによるデータキューブ504の処理の結果を処理するように構成され得る。
例えば、第1のFFTは、「ファストタイム」方向におけるものであり得、第2のFFTは、「スロータイム」方向におけるものであり得る。
幾つかの実証的な態様では、第2のFFTの結果は、例えば、アンテナにわたって集約されると、レンジ/ドップラー(R/D)マップ505を提供し得る。R/Dマップは、例えば、特定のレンジ/スピードの組み合わせについて、例えば、レンジ/ドップラービンについて(絶対値の観点での)FFT出力値のピークを含む、FFTピーク506を有し得る。例えば、レンジ/ドップラービンは、レンジビン及びドップラービンに対応し得る。例えば、レーダプロセッサ503は、例えば、ピークのレンジビン及びスピードビンに対応するレンジ及びスピードのピークを、潜在的には物体に対応するものとして、考慮し得る。
幾つかの実証的な態様では、図5の抽出スキームは、上記で説明されたように、FMCWレーダ、例えばFMCWレーダ400(図4)について実装され得る。他の態様では、図5の抽出スキームは、他の任意のレーダタイプについて実装され得る。1つの例では、レーダプロセッサ503は、PMCWレーダ、OFDMレーダ、又は他の任意のレーダ技術のデジタル受信データ値からレンジ/ドップラーマップ505を決定するように構成され得る。例えば、適応的レーダ又は認知レーダにおいて、フレーム内のパルス、波形及び/又は変調は、例えば環境に従って、経時的に変化し得る。
図3に戻って参照すると、幾つかの実証的な態様では、受信アンテナ配列303は、複数の受信アンテナ(又は受信アンテナ素子)を有する受信アンテナアレイを使用して実装され得る。例えば、レーダプロセッサ309は、受信された無線信号、例えば、エコー105(図1)及び/又はエコー215(図2)の到来角を決定するように構成され得る。例えば、レーダプロセッサ309は、例えば以下で説明されるように、例えば、受信された無線信号の到来角に基づいて、検出された物体の、例えばデバイス/システム301に対する方向を決定するように構成され得る。
図6に対して参照がなされ、図6は、幾つかの実証的な態様に係る、受信アンテナアレイ600によって受信される到来無線信号に基づいて到来角(AoA)情報を決定するために実装され得る角度決定スキームを概略的に示している。
図6は、受信アンテナアレイにおいて受信された信号に基づく角度決定スキームを示している。幾つかの実証的な態様では、例えば、仮想MIMOアレイにおいて、角度決定は、Txアンテナのアレイによって送信される信号に基づくものでもあり得る。
図6は、1次元角度決定スキームを示している。他の多次元角度決定スキーム、例えば、2次元スキーム又は3次元スキームが実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、図6において示されているように、受信アンテナアレイ600は、M個のアンテナ(左から右に向かって、1~Mと付番される)を含み得る。
図6における矢印によって示されているように、エコーが左上方向に位置する物体から到来していることが仮定される。したがって、エコー、例えば、到来無線信号の方向は、右下に向かうものであり得る。この例によれば、受信アンテナがより左に位置するほど、より早期に到来無線信号の特定の位相を受信することになる。
例えば、Δφで示される、受信アンテナアレイ601の2つのアンテナ間の位相差は、例えば以下のように決定され得る:
ここで、λは、到来無線信号の波長を示し、dは、2つのアンテナ間の距離を示し、θは、到来無線信号の、例えばアレイの法線方向に対する到来角を示す。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ309(図3)は、例えば、アンテナにわたってFFT、例えば第3のFFT(「角度FFT」)を実行することによって、例えば、エコーの到来角を決定するために、到来無線信号の位相と角度との間のこの関係を利用するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば複数の送信アンテナを有するアンテナアレイの形式の、複数の送信アンテナが、例えば高分解能レーダ情報を提供するために、例えば空間分解能を高めるために使用され得る。例えば、MIMOレーダデバイスは、複数の受信アンテナで畳み込まれた複数の送信アンテナの畳み込みとして形成され得る仮想MIMOレーダアンテナを利用し得る。
図7に対して参照がなされ、図7は、幾つかの実証的な態様に係る、送信(Tx)アンテナ及び受信(Rx)アンテナの組み合わせに基づいて実装され得るMIMOレーダアンテナスキームを概略的に示している。
幾つかの実証的な態様では、図7において示されているように、レーダMIMO配列は、送信アンテナアレイ701と、受信アンテナアレイ702とを備え得る。例えば、1つ又は複数の送信アンテナ302(図3)は、送信アンテナアレイ701を含むように実装され得、及び/又は、1つ又は複数の受信アンテナ303(図3)は、受信アンテナアレイ702を含むように実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、無線送信信号を送信するため及び無線送信信号のエコーを受信するための両方のための複数のアンテナを含むアンテナアレイは、図7における破線によって示されているような複数の仮想チャネルを提供するために利用され得る。例えば、仮想チャネルは、例えばMIMOレーダの仮想ステアリングベクトルを表す、送信アンテナと受信アンテナとの間の畳み込みとして、例えばクロネッカー積として形成され得る。
幾つかの実証的な態様では、送信アンテナ、例えば、各送信アンテナは、例えばそれぞれの送信アンテナに関連付けられた位相を有する、個々の無線送信信号を送出するように構成され得る。
例えば、N個の送信アンテナ及びM個の受信アンテナのアレイは、サイズN×Mの仮想MIMOアレイを提供するために実装され得る。例えば、仮想MIMOアレイは、Tx及びRxステアリングベクトルに適用されるクロネッカー積演算に従って形成され得る。
図8は、幾つかの実証的な態様に係る、レーダフロントエンド804及びレーダプロセッサ834の概略ブロック図である。例えば、レーダフロントエンド103(図1)、レーダフロントエンド211(図1)、レーダフロントエンド304(図3)、レーダフロントエンド401(図4)、及び/又はレーダフロントエンド502(図5)は、レーダフロントエンド804の1つ又は複数の要素を含み得、及び/又は、レーダフロントエンド804の1つ又は複数の動作及び/又は機能を実行し得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダフロントエンド804は、例えば以下で説明されるように、(「Txレーダ信号」とも称される)複数のTx RF信号を送信するように構成された複数のTxアンテナ814、及び例えばTxレーダ信号に基づいて(「Rxレーダ信号」とも称される)複数のRx RF信号を受信するように構成された複数のRxアンテナ816を含むMIMOレーダアンテナ881を利用するMIMOレーダの一部として実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、MIMOアンテナアレイ881、アンテナ814、及び/又はアンテナ816は、レーダ信号を送信する及び/又は受信するのに適した任意のタイプのアンテナを含み得るか又はこれらの一部であり得る。例えば、MIMOアンテナアレイ881、アンテナ814、及び/又はアンテナ816は、1つ又は複数のアンテナ素子、コンポーネント、ユニット、アセンブリ、及び/又はアレイの任意の適した構成、構造、及び/又は配列の一部として実装され得る。例えば、MIMOアンテナアレイ881、アンテナ814、及び/又はアンテナ816は、フェーズドアレイアンテナ、複数素子アンテナ、スイッチトビームアンテナのセット等の一部として実装され得る。幾つかの態様では、MIMOアンテナアレイ881、アンテナ814、及び/又はアンテナ816は、別個の送信アンテナ素子及び受信アンテナ素子を使用して送信機能及び受信機能をサポートするために実装され得る。幾つかの態様では、MIMOアンテナアレイ881、アンテナ814、及び/又はアンテナ816は、共通の及び/又は一体化された送信/受信素子を使用して送信機能及び受信機能をサポートするために実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、MIMOレーダアンテナ881は、例えば車両設計を適合させるように形成された、矩形MIMOアンテナアレイ、及び/又は湾曲アレイを含み得る。他の態様では、MIMOレーダアンテナ881の他の任意の形式、形状及び/又は配列が実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダフロントエンド804は、例えば以下で説明されるように、Txアンテナ814を介してTx RF信号を生成及び送信し、及び/又は、Rxアンテナ816を介して受信されたRx RF信号を処理するように構成された1つ又は複数の無線を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダフロントエンド804は、Txアンテナ814を介してTxレーダ信号を生成及び/又は送信するように構成された回路及び/又はロジックを含む少なくとも1つの送信機(Tx)883を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダフロントエンド804は、例えばTxレーダ信号に基づいて、Rxアンテナ816を介して受信されたRxレーダ信号を受信及び/又は処理する回路及び/又はロジックを含む少なくとも1つの受信機(Rx)885を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、送信機883、及び/又は受信機885は、回路;ロジック;無線周波数(RF)要素、回路及び/又はロジック;ベースバンド要素、回路及び/又はロジック;変調要素、回路及び/又はロジック;復調要素、回路及び/又はロジック;増幅器;アナログ対デジタル変換器及び/又はデジタル対アナログ変換器;フィルタ等を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、送信機883は、例えばそれぞれ、Txアンテナ814を介してTx RF信号を生成及び送信するように構成された複数のTxチェーン810を備え得、及び/又は、受信機885は、例えばそれぞれ、Rxアンテナ816を介して受信されたRx RF信号を受信及び処理するように構成された複数のRxチェーン812を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、例えば、MIMOレーダアンテナ881によって通信されるレーダ信号に基づいて、レーダ情報813を生成するように構成され得る。例えば、レーダプロセッサ104(図1)、レーダプロセッサ210(図1)、レーダプロセッサ309(図3)、レーダプロセッサ402(図4)、及び/又はレーダプロセッサ503(図5)は、レーダプロセッサ834の1つ又は複数の要素を含み得、及び/又は、レーダプロセッサ834の1つ又は複数の動作及び/又は機能を実行し得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば、複数のRxチェーン812から受信されたレーダRxデータ811に基づいて、レーダ情報813を生成するように構成され得る。例えば、レーダRxデータ811は、Rxアンテナ816を介して受信されたRx RF信号に基づくものであり得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、複数のRxチェーン812からレーダRxデータ811を受信する入力832を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば、レーダRxデータ811を処理し、及び/又は、1つ又は複数の動作、方法、及び/又はアルゴリズムを実行するように構成され得る少なくとも1つのプロセッサ836を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えばプロセッサ836に結合された、少なくとも1つのメモリ838を備え得る。例えば、メモリ838は、レーダプロセッサ834によって処理されるデータを記憶するように構成され得る。例えば、メモリ838は、例えば少なくとも一時的に、プロセッサ836によって処理される情報、及び/又は、プロセッサ836によって利用されることになるロジック、の少なくとも一部を記憶し得る。
幾つかの実証的な態様では、メモリ838は、例えば以下で説明されるように、例えばプロセッサ836によって処理するための、レーダデータの少なくとも一部、例えば、レーダRxデータの一部又はレーダRxデータの全てを記憶するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、メモリ838は、例えば以下で説明されるように、例えばレーダ情報813を生成するプロセス中に、プロセッサ836によって生成され得る処理済みデータを記憶するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、メモリ838は、例えば以下で説明されるように、例えばレーダRxデータに基づいて、プロセッサ836によって生成され得るレンジ情報及び/又はドップラー情報を記憶するように構成され得る。1つの例では、レンジ情報及び/又はドップラー情報は、レーダRxデータに適用され得る相互相関(XCORR)演算に基づいて決定され得る。他の任意の更なる又は代替的な演算、アルゴリズム及び/又は手順が、レンジ情報及び/又はドップラー情報を生成するために利用され得る。
幾つかの実証的な態様では、メモリ838は、例えば以下で説明されるように、例えば、レーダRxデータ、レンジ情報及び/又はドップラー情報に基づいて、プロセッサ836によって生成され得るAoA情報を記憶するように構成され得る。1つの例では、AoA情報は、AoA推定アルゴリズムに基づいて決定され得る。他の任意の更なる又は代替的な演算、アルゴリズム及び/又は手順が、AoA情報を生成するために利用され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、レンジ情報、ドップラー情報、及び/又はAoA情報のうちの1つ又は複数を含むレーダ情報813を生成するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダ情報813は、例えば、未加工点群推定、例えば、レンジ、軸方向速度、方位角及び/又は仰角を含む、点群1(PC1)情報を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダ情報813は、例えばPC1情報に基づいて、生成され得る点群2(PC2)情報を含み得る。例えば、PC2情報は、クラスタリング情報、追跡情報、例えば、確率及び/又は密度関数の追跡、バウンディングボックス情報、分類情報、方位情報等を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、1つ又は複数の検出されたターゲットに対応する4次元(4D)情報を表し得る、4D画像情報、例えばキューブの形式でレーダ情報813を生成するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば、4D画像情報は、例えばレンジ情報に基づく、レンジ値、例えばドップラー情報に基づく、速度値、例えば方位角AoA情報に基づく、方位角値、例えば仰角AoA情報に基づく、仰角値、及び/又は他の任意の値を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、他の任意の形式の、及び/又は、他の任意の更なる又は代替的な情報を含む、レーダ情報813を生成するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、MIMOレーダアンテナ881を介して通信される信号を、複数のRxアンテナ816及び複数のTxアンテナ814の畳み込みによって形成される仮想MIMOアレイの信号として処理するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダフロントエンド804及び/又はレーダプロセッサ834は、例えば、削減された物理アレイ開口、例えば、アレイサイズをサポートし、及び/又は削減された数のアンテナ素子を利用するMIMO技法を利用するように構成され得る。例えば、レーダフロントエンド804及び/又はレーダプロセッサ834は、複数のN個の素子、例えばTxアンテナ814を含むTxアレイを介して直交信号を送信し、複数のM個の素子、例えばRxアンテナ816を含むRxアレイを介して受信された信号を処理するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、N個の素子を有するTxアレイからの直交信号の送信及びM個の素子を有するRxアレイにおいて受信された信号の処理のMIMO技法を利用することは、例えば、遠方場近似下で、1つのアンテナからの送信及びN*M個のアンテナを用いる受信を利用するレーダと同等であり得る。例えば、レーダフロントエンド804及び/又はレーダプロセッサ834は、仮想素子のロケーションを定義し得る、N*Mの同等のアレイサイズを有する仮想アレイとして、例えば、物理的素子、例えば、アンテナ814及び/又は816のロケーションの畳み込みとして、MIMOアンテナアレイ881を利用するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、アンテナアレイを効率的に及び/又は正確に較正するための技術的解決策を提供する必要性が存在し得る。例えば、アンテナは、それらの基底状態として何らかの高められた位相及び利得で製造され得、これに応じて、アンテナアレイは、例えばアレイのアンテナ素子が較正されていない場合、機能不全に陥ることがある。
幾つかの実証的な態様では、既知のロケーションにターゲットを配置することによって、かつアンテナごとに期待される利得及び位相で、アンテナアレイを較正することは、1つ又は複数の使用事例及び/又はシナリオにおいて、1つ又は複数の技術的な非効率性、欠点及び/又は問題を有し得る。例えば、アンテナパターンは非等方的であるので、アンテナを較正するために単一のターゲットでは十分ではない場合がある。したがって、アンテナアレイ全体を較正するために様々なロケーションにおいて複数のアンテナが必要とされ得る。そのような解決策は、時間及びコストの観点で費用がかかり得る。
幾つかの実証的な態様は、複数のインスタンスにおいて、例えば、1つ又は複数の定義されたインスタンスにおいて、動的な方法で、及び/又はリアルタイムで、例えば、レーダフロントエンド804の設置後及び/又は動作中に、アンテナアレイを較正することをサポートする技術的解決策を提供するように構成され得る。1つの例では、レーダプロセッサ834は、例えば、MIMOアンテナアレイ881の1つ又は複数のアンテナ素子の設置時又は設置後、及び/又は、1つ又は複数の後の時点において、例えば、アンテナアレイ881内の1つ又は複数のアンテナ素子の処理後、及び/又は、MIMOアンテナアレイ881の周囲に対する処理後に、MIMOアンテナアレイ881の較正をサポートするように構成され得る。1つの例では、MIMOアンテナアレイ881が車のバンパーの後方に配置される場合、較正は、例えば、車のバンパーがMIMOアンテナアレイ881の較正に対する何らかの不整合を追加し得るので、車のバンパーの設置、処理及び/又は変化、例えば事故後の変化に基づいて、実行され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、例えば、アンテナアレイ881の性能を改善するために、MIMOアンテナアレイ881の不整合を較正する不整合較正を実行するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば、工場較正及び/又は特殊ハードウェアの使用を回避さえし得る技術的解決策を提供するために、不整合較正を実行するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば、利得MM(GMM:Gain MM)、位相MM(PMM:Phase MM)、及び/又はアンテナアレイの要素間のクロスカップリング(CC)のうちの少なくとも1つを較正することによって、アンテナアレイのアンテナアレイ不整合(MM)を効率的に及び/又は正確に較正する技術的解決策を提供する必要性が存在し得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダシステムの重要性能評価指標(KPI)であり得る推定されたAoAスペクトルの十分なピークサイドローブレベル(PSLL)を達成する技術的解決策を提供する必要性が存在し得る。
幾つかの実証的な態様では、AoAスペクトルのPSLLは、AoAスペクトル内のメインローブの電力レベル(例えば、デシベル(dB)単位)と、メインローブに対応するピーク、例えば、最大のサイドローブの電力レベル(例えば、dB単位)との間の差として決定され得る。例えば、このPSLL決定に従って、より高いPSLLは、より低いPSLLよりも良好であるとみなされ得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば、メインローブが0dBの電力レベルを有する場合、PSLLは、メインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルに従って正の値として決定され得る。
他の態様では、AoAスペクトルのPSLLは、メインローブに対応するピーク、例えば、最大のサイドローブの電力レベル(例えば、dB単位)と、AoAスペクトル内のメインローブの電力レベル(例えば、dB単位)との間の差として決定され得る。例えば、このPSLL定義に従って、PSLLは、負の値を含み得る。例えば、このPSLL定義に従って、より低いPSLLは、より高いPSLLよりも良好であるとみなされ得る。
幾つかの実証的な態様では、PSLLは、アンテナアレイ不整合によって影響を受け得る。例えば、十分な、例えば、改善されたPSLLレベルを達成するために、アンテナ不整合の低減、例えば、低減されたGMM、例えば、約0.05dB未満の利得変動、及び/又は低減されたPMM、例えば、約0.25deg未満の角度変動の必要性が存在し得る。
例えば、表1に従って、例えば、少なくとも30dB、例えば、45dB又は60dBの改善されたPSLLレベルを達成するために、不整合パラメータを、例えば、約0.5dB未満にさえ、削減する必要性が存在し得る。
別の例では、MMパラメータの他の任意の組み合わせが実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、アンテナMM較正を伴わずにアンテナアレイを実装することは、例えば以下で説明されるように、1つ又は複数の使用事例及び/又はシナリオにおいて、1つ又は複数の技術的な非効率性、欠点及び/又は問題をもたらし得るPSLLレベルをもたらし得る。
図9に対して参照がなされ、図9は、幾つかの実証的な態様に従って対処され得る技術的問題を示すための、検出シナリオ900、及び、当該レーダ検出シナリオ900に対応する複数のAoAスペクトル画像を示すグラフ910を概略的に示している。
図9において示されているように、検出シナリオ900は、道路を横断しているか又は道路上で単に立っている人間912と、駐車している車914とを示しており、これらは、車両レーダ915によって検出され得る。
検出シナリオ900に従って、人間912及び車914は、車両レーダ915によって同じレンジ-ドップラー(RD)ビン内にあるものとして検出され得、例えば、人間912及び車914は、車両レーダ915によって、およそ同じレンジ及び速度であると検出され得る。
例えば、検出シナリオ900に従って、例えば、人間912及び車914についての異なるAoAを、例えば、車両レーダ915によって推定されたものとして検出することによって、人間912と車914とを区別することが可能である必要性が存在し得る。
幾つかの実証的な態様では、図9において示されているように、AoAスペクトル画像902は、アンテナ不整合を有しないMIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号に基づくものであり得る。
幾つかの実証的な態様では、図9において示されているように、AoAスペクトル画像904は、アンテナ不整合を有し、かつアンテナ不整合較正を実行することなく、MIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号に基づくものであり得る。
幾つかの実証的な態様では、図9において示されているように、アンテナ不整合は、例えば、例として不整合を伴わないAoA画像902と比較して、高められた雑音レベルを有する、「破損した」AoAスペクトル画像904をもたらし得る。
幾つかの実証的な態様では、図9において示されているように、AoAスペクトル画像906は、例えば以下で説明されるように、アンテナMM較正を適用するときに、アンテナ不整合を有するMIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号に基づいて決定され得る。
幾つかの実証的な態様では、図9において示されているように、アンテナ不整合較正を用いるMIMOアンテナアレイのAoAスペクトル画像906は、アンテナ不整合を伴わないアンテナアレイのAoAスペクトル画像902と比較的類似し得る。
幾つかの実証的な態様では、図9の例に従って、AoAスペクトル画像902によって示されているように、車914に対応するレーダ断面(RCS)916は、人間912に対応するRCS913よりも約40dB高いものであり得る。この例に従って、例えば、検出の処理後信号対雑音比SNR(PPSNR)は約15dBであることを仮定して、例えば、人間のRCS913を検出することを可能にするために、車のRCS916に関して約55dBのPSLLレベルを達成する必要性が存在し得る。
例えば、図9において示されているように、AoAスペクトル画像904は、例えば、メインローブの電力レベル、例えば約28dBと、メインローブに対応するピークサイドローブの電力レベル、例えば約10dBとの間の差に基づいて決定され得るような、20dB未満のPSLLレベルを有し得る。
幾つかの実証的な態様では、図9において示されているように、AoAスペクトル画像904は、高められた雑音レベルを被る場合があり、これは、人間912に対応するRCS913と車914に対応するRCS916との区別を可能にしないことがある。
幾つかの実証的な態様では、図9において示されているように、AoAスペクトル画像906は、例えば、メインローブの電力レベル、例えば約28dBと、メインローブに対応するピークサイドローブの電力レベル、例えば約30dBとの間の差に基づいて決定され得るような、約58dBのPSLLレベルを有し得る。
幾つかの実証的な態様では、図9において示されているように、AoAスペクトル画像906は、人間912に対応するRCS913と車914に対応するRCS916との区別を可能にし得る。
例えば、AoAスペクトル画像906の約58dBのPSLLは、人間912のAoAと車914のAoAとの区別を可能にするのに十分であり得る。
図8に戻って参照すると、幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、例えば、レーダRxデータ811及び不整合較正に基づいて、レーダ情報813を生成するように構成され得る。例えば、レーダプロセッサ834は、例えば、Rxチェーン812から、入力832を介してレーダRxデータ811を受信し得る。例えば、レーダRxデータ811は、Rxアンテナ816を介して受信されるレーダ信号に基づくものであり得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、AoA情報、例えば、方位角AoA情報、仰角AoA情報、及び/又は他の任意のAoAベース情報を含むレーダ情報833を生成するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、AoAスペクトル、例えば、方位角AoAスペクトル、仰角AoAスペクトル、及び/又は他の任意のAoAベーススペクトルを含むレーダ情報833を生成するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、例えば、アンテナアレイ881の性能を改善する、例えば、少なくとも30dBのPSLLを達成するために、MIMOアンテナアレイ881の不整合を較正する不整合較正を実行するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、例えば技術的解決策を提供するために、不整合較正を実行するように構成され得、当該技術的解決策は、例えば、計算的に効率的な較正技法を利用しながら、及び/又は、削減された較正時間をサポートし得る方法で、アンテナアレイ881の不整合を較正することを可能にし得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば、比較的短い期間内で、例えば更に数分内で実行され得る較正技法に従って、MIMOアンテナアレイ881の不整合較正を実行するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば、MIMOアンテナアレイ881の不整合較正を動的に較正するために、例えば、リアルタイムで実行され得る較正技法に従って、及び/又は適したタイミングスキームに従って、MIMOアンテナアレイ881の不整合較正を実行するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、例えば、レーダ情報813が少なくとも30dBのPSLLを有するAoAスペクトルを含むように、例えば、MIMOレーダアンテナ881のアンテナ不整合(MM)を較正することによって、レーダRxデータ811に基づいてレーダ情報813を生成するように構成され得る。
例えば、PSLLは、例えば以下で説明されるように、AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、AoAスペクトル内のメインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として定義及び/又は決定され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、少なくとも35dBのPSLLを有するAoAスペクトルを含むレーダ情報813を生成するように構成され得、例えば、PSLLは、AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、AoAスペクトル内のメインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、少なくとも40dBのPSLLを有するAoAスペクトルを含むレーダ情報813を生成するように構成され得、例えば、PSLLは、AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、AoAスペクトル内のメインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、少なくとも45dBのPSLLを有するAoAスペクトルを含むレーダ情報813を生成するように構成され得、例えば、PSLLは、AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、AoAスペクトル内のメインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、少なくとも50dBのPSLLを有するAoAスペクトルを含むレーダ情報813を生成するように構成され得、例えば、PSLLは、AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、AoAスペクトル内のメインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、少なくとも55dBのPSLLを有するAoAスペクトルを含むレーダ情報813を生成するように構成され得、例えば、PSLLは、AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、AoAスペクトル内のメインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、少なくとも60dBのPSLLを有するAoAスペクトルを含むレーダ情報813を生成するように構成され得、例えば、PSLLは、AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、AoAスペクトル内のメインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、他の任意の適したPSLLレベルを有するAoAスペクトルを含むレーダ情報813を生成するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、メモリ838は、例えば以下で説明されるように、第1の較正行列及び第2の較正行列を記憶するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、図8において示されているように、メモリ838は、レーダプロセッサ834の一部として実装され得る。他の態様では、メモリ838は、専用メモリとして、及び/又はレーダフロントエンド804の他の任意の要素及び/又はレーダフロントエンド804及び/又はレーダプロセッサ834を実装する他の任意のデバイス又はシステム、例えば車両100(図1)の一部として実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ836は、例えば以下で説明されるように、メモリ838から第1の較正行列及び第2の較正行列を索出し、第1の較正行列及び第2の較正行列に基づいてMIMOレーダアンテナ881のアンテナMMを較正することによって、レーダ情報813を生成するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば以下で説明されるように、第1の較正行列は、Rx較正行列を含み得、及び/又は、第2の較正行列は、Tx較正行列を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば以下で説明されるように、Rx較正行列は、複数のRxアンテナ816のRx MMに対応し得、及び/又は、Tx較正行列は、MIMOレーダアンテナ881の複数のTxアンテナ814のTx MMに対応し得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば以下で説明されるように、第1の較正行列は、M*Mのサイズを有し得、及び/又は、第2の較正行列は、N*Nのサイズを有し得、ここで、Mは、Rxアンテナ816のカウントを示し、Nは、Txアンテナ814のカウントを示す。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、例えば、MIMOレーダアンテナ881のアンテナMMに影響を与える少なくとも1つのパラメータの変化に基づいて、第1の較正行列及び/又は第2の較正行列のうちの少なくとも1つを更新するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、例えば、MIMOレーダアンテナのアンテナMMに影響を与える少なくとも1つのパラメータの検出された変化に基づいて、第1の較正行列及び/又は第2の較正行列のうちの少なくとも1つを、例えばリアルタイム又は短いレイテンシで、動的に更新するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、第1の較正行列及び/又は第2の較正行列のうちの少なくとも1つを、例えばリアルタイム又は短いレイテンシで、動的に更新し、更新された第1の較正行列及び/又は第2の較正行列に基づいて、MIMOアンテナアレイ881の不整合較正を実行するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、第1の較正行列及び/又は第2の較正行列のうちの少なくとも1つを、例えばリアルタイム又は短いレイテンシで、動的に更新し、及び/又は、例えば1つ又は複数の時点において、MIMOアンテナアレイ881の不整合較正を実行するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、第1の較正行列及び/又は第2の較正行列のうちの少なくとも1つを、例えばリアルタイム又は短いレイテンシで、自動的に及び/又は自律的に更新し、及び/又は、例えばタイミングスキームに従って、例えば、日に1度、週に1度、月に1度、及び/又は他の任意の時間間隔で、MIMOアンテナアレイ881の不整合較正を実行するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、第1の較正行列及び/又は第2の較正行列のうちの少なくとも1つを、例えばリアルタイム又は短いレイテンシで、動的に更新し、及び/又は、例えば1つ又は複数のイベント及び/又は基準に基づいて、MIMOアンテナアレイ881の不整合較正を実行するように構成され得る。
1つの例では、レーダプロセッサ834は、第1の較正行列及び/又は第2の較正行列のうちの少なくとも1つを、例えばリアルタイム又は短いレイテンシで、動的に更新し、及び/又は、例えば、MIMOアンテナアレイ881の1つ又は複数の要素の設置及び/又は処理に基づいて、例えば、例として車両100(図1)上へのアンテナアレイ881の設置後、及び/又は、MIMOアンテナアレイ881の1つ又は複数の要素の処理、交換、及び/又は調整時に、MIMOアンテナアレイ881の不整合較正を実行するように構成され得る。
1つの例では、レーダプロセッサ834は、第1の較正行列及び/又は第2の較正行列のうちの少なくとも1つを、例えばリアルタイム又は短いレイテンシで、動的に更新し、及び/又は、例えば、アンテナアレイ881に対して影響を有し得る1つ又は複数の他の要素の設置及び/又は処理、例えば、アンテナアレイ、例えば、Txアンテナ814及びRxアンテナ816の新たな較正に基づいて、車両100(図1)に対する処理、例えば、車両100(図1)のバンパーのスイッチング、及び/又は他の任意の処理、メンテナンス、又はサービスの後に、MIMOアンテナアレイ881の不整合較正を実行するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば本明細書において説明されるように、MIMOアンテナアレイ881の不整合較正を実行するようにレーダプロセッサ834を構成することは、例えば経年、温度変化、車の事故、レーダ運動、及び/又は設置等を含む、レーダフロントエンド804及び/又は車両100(図1)の1つ又は複数の要素の変化によって引き起こされ得る、レーダ情報の誤差を軽減、削減、及び/又は更には回避し得る技術的解決策を提供し得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ836は、例えば以下で説明されるように、Rxレーダ信号に基づいて中間レーダ情報873を生成するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、例えば、中間レーダ情報873は、レーダRxデータ811に基づいて中間レンジ-ドップラー情報を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ836は、例えば、レンジ-ドップラー処理スキームに従って、レーダRxデータ811を処理することによって中間レンジ-ドップラー情報を生成するように構成され得る。
例えば、レーダプロセッサ836は、レンジベース処理、例えば、相互相関処理をレーダRxデータ811に適用することによって中間レンジ情報を生成するように構成され得る。
例えば、レーダプロセッサ836は、レーダRxデータ811に基づいてXCORR情報を生成し、例えば、当該XCORR情報に高速フーリエ変換(FFT)を適用することによって、中間レーダデータ873を生成するように構成され得る。
例えば、レーダプロセッサ836は、中間レンジ情報にドップラーベース処理、例えば、FFT処理を適用することによって中間レンジ-ドップラー情報を生成するように構成され得る。
他の態様では、中間レーダ情報873は、他の任意の情報、例えば、レーダRxデータ811に基づいて部分的に処理されたレーダ情報を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、中間レーダデータ873にアンテナMM較正を適用することによって較正済み中間レーダ情報875を生成するように構成されたアンテナMM較正器871を備え得る。
幾つかの実証的な態様では、アンテナ不整合較正器871は、レーダプロセッサ834の一部として実装され得る。他の態様では、アンテナ不整合較正器832及びレーダプロセッサ834は、レーダフロントエンド804の別個の及び/又は専用の要素、例えばプロセッサ、及び/又は、レーダフロントエンド804及び/又はレーダプロセッサ834を実装する他の任意のデバイス又はシステム、例えば車両100(図1)として実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、例えば以下で説明されるように、較正済み中間レーダ情報875に基づいてレーダ情報813を生成するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834は、較正済み中間レーダ情報875に1つ又は複数のレーダ処理動作、例えば、AoAベース処理動作、及び/又は他の任意の更なる又は代替的なレーダ処理動作を適用することによってレーダ情報813を生成するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、アンテナMM較正器871は、例えば以下で説明されるように、メモリ838から第1の較正行列及び/又は第2の較正行列を索出し、例えば、第1の較正行列及び第2の較正行列を中間レーダ情報873に適用することによって、較正済み中間レーダ情報875を生成するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、アンテナMM較正器871は、例えば以下で説明されるように、第1の較正行列を中間レーダ情報873で乗算した積を決定するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、アンテナMM較正器871は、例えば以下で説明されるように、例えば、第1の較正行列及び中間レーダ情報873の積を、例えば第2の較正行列で乗算することによって、較正済み中間レーダ情報875を決定するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ836及び/又はアンテナMM較正器871は、例えば以下で説明されるように、MM較正技法を実装することによってMIMOレーダアンテナ881のアンテナMMを較正するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、MM較正技法は、例えば以下で説明されるように、例えば、第1のアンテナ較正行列及び第2のアンテナ較正行列に基づいて、MIMOレーダアンテナ881のアンテナMMを較正するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、MM較正技法は、例えば、例として他の較正方法と比較して、削減された数の較正角度における測定に基づいて推定され得る第1のアンテナ較正行列及び第2のアンテナ較正行列に基づいて、MIMOレーダアンテナ881のアンテナMMを較正するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、MM較正技法は、例えば以下で説明されるように、例えば、Txアンテナ814の数のオーダ及び/又はRxアンテナ816の数のオーダに基づく、較正角度の数を使用して、MIMOレーダアンテナ881のアンテナMMを較正するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、MM較正技法は、例えば以下で説明されるように、例えば、Txアンテナ814の数及び/又はRxアンテナ816の数の2倍のオーダである較正角度の数を使用して推定され得る第1のアンテナ較正行列及び第2のアンテナ較正行列に基づいて、MIMOレーダアンテナ881のアンテナMMを較正するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、MM較正技法は、例えば、例として最大で計約200個のアンテナ素子を含むMIMOレーダアンテナ881に関して、500個未満の較正角度を使用して推定され得る第1のアンテナ較正行列及び第2のアンテナ較正行列に基づいて、MIMOレーダアンテナ881のアンテナMMを較正するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、MM較正技法は、例えば、例として、仮想MIMOアレイの1536個の仮想素子に対応する、16個のTxアンテナ814及び96個のRxアンテナ816を含むMIMOレーダアンテナ881に関して、150個未満の較正角度を使用して推定され得る第1のアンテナ較正行列及び第2のアンテナ較正行列に基づいて、MIMOレーダアンテナ881のアンテナMMを較正するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ836及び/又はアンテナMM較正器871は、例えば、アルゴリズム、例えば、計算的に効率的なアルゴリズム、例えば、交互最小二乗法(ALS)に基づくアルゴリズムを使用し、それと同時に、削減された数の較正角度を使用してMM較正技法を実装することによって、MIMOレーダアンテナ881のアンテナMMを較正するように構成され得、これにより、製造較正時間が大幅に削減され得る。例えば、不整合較正技法は、1536個の仮想素子、例えば、16×96個の仮想素子の較正について150個未満の較正角度を使用し得る。
他の態様では、他の任意の数の較正角度、Txアンテナ814、及び/又はRxアンテナ816が利用され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダ信号モデルは、以下のように、N個のTxアンテナ、例えばTxアンテナ114と、M個のRxアンテナ、例えばRxアンテナ116との間で通信されるレーダ信号を表すように定義され得る:
ここで、Sは、送信される直交信号、例えば、Txアンテナ114によって送信される信号を示し、例えば、S∈N×Lであり、Xは、観測される測定値、例えば、受信される信号、例えば、Rxアンテナ116において受信される信号を示し、例えば、X∈M×Lであり、
は、N個のTxアンテナに対応するTxステアリングベクトルを示し、例えば、
であり、β(θ)は、例えばターゲットRCS、レンジ及び/又は角度に起因した、複素振幅を示し、例えば、β(θ)∈1×1であり、
は、M個の受信アンテナに対応するRxステアリングベクトルを示し、例えば、
であり、Wは、N個のTxアンテナからM個のRxアンテナへの送信に影響を与える加法性白色ガウス雑音(AWGN)を示し、例えば、W∈M×Lであり、
であり、Qtは、N個のTxアンテナに対応するTxアレイMM行列を示し、例えば、Qt∈N×Nであり、Qrは、M個のRxアンテナに対応するRxアレイMM行列を示し、例えば、Qr∈M×Mである。
幾つかの実証的な態様では、例えば、以下のように、Txステアリングベクトル
及びTxアレイMM行列Qtは、結合及び/又は再書き込みされ得、及び/又は、Rxステアリングベクトル
及びRxアレイMM行列Qrは、結合及び/又は再書き込みされ得る:
ここで:
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834及び/又はアンテナMM較正器871は、例えば以下で説明されるように、例えば、中間レーダ情報873に、第1の不整合較正行列、例えば、
で示されるRx MM較正行列、及び第2の不整合較正行列、例えば、
で示されるTx MM較正行列を適用することによって、較正済み中間レーダ情報875を決定するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、推定されたRx MM行列
及び推定されたTx MM行列
は、例えば以下で説明されるように、別個に推定され得る。この別個の推定は、例えば、計算労力、較正時間及び/又は較正正確性の観点で、効率的な推定を可能にし得る。他の態様では、他の任意の手順が、推定されたRx MM行列
、及び/又は推定されたTx MM行列
を、別個に又は組み合わせて推定するために実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834及び/又はアンテナMM較正器871は、以下のように、Ycorrectedで示される較正済み中間レーダ情報、例えば、較正済み中間レーダ情報875を、例えば、Ycorruptedで示される中間レーダ情報、例えば、中間レーダ情報873に較正行列
及び
を適用することによって、決定するように構成され得る:
幾つかの実証的な態様では、Rx MM較正行列
及び/又はTx MM較正行列
は、例えば以下で説明されるように、推定手順に従って、例えば、例として複数の較正角度において測定され得る複数の較正画像を利用して、推定され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834及び/又はアンテナMM較正器871は、例えば、MIMOレーダアンテナ881のアンテナMMに影響を与え得る1つ又は複数のパラメータの変化に基づいて、Rx MM較正行列
及び/又はTx MM較正行列
を決定及び/又は更新するように構成され得る。
1つの例では、MIMOレーダアンテナ881のアンテナMMに影響を与え得る1つ又は複数のパラメータの変化は、例えば、MIMOレーダアンテナ881の1つ又は複数のアンテナ素子の構成及び/又は配列の変化、及び/又は、MIMOレーダアンテナ881の機能に影響を与え得る、MIMOレーダアンテナ881が設置される車両、例えば車両100(図1)の1つ又は複数の要素の変化を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834及び/又はアンテナMM較正器871は、例えば、レーダフロントエンド804の製造後、及び/又は車両100(図1)上へのレーダフロントエンド804の設置後に、Rx MM較正行列
及び/又はTx MM較正行列
を決定及び/又は更新するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、レーダプロセッサ834及び/又はアンテナMM較正器871は、例えば、リアルタイムで、例えば、MIMOレーダアンテナ881のアンテナMMに影響を与え得る1つ又は複数のパラメータの検出された変化に基づいて、Rx MM較正行列
及び/又はTx MM較正行列
を動的に更新するように構成され得る。
幾つかの実証的な態様では、推定されたRx MM行列
及び/又はTx MM較正行列
は、例えば、以下の演算のうちの1つ又は複数を含む推定手順に基づいて決定され得る:
・例えば、以下のように、K個の較正角度から、Ykで示されるレーダ情報、例えば、レンジ-ドップラー情報を推定する:
・例えば、以下のように、例えばALSアルゴリズムを使用して、レーダ情報Ykに基づいて、推定されたRx MM行列
及びRx MM較正行列
を決定する:
〇Qr=Iを初期化する
〇Qtについて、以下を解く:
〇Qrについて、以下を解く:
〇収束までQt及びQrについて求解を繰り返す。
・例えば、以下のように、K個の較正角度から、Ykで示されるレーダ情報、例えば、レンジ-ドップラー情報を推定する:
〇Qr=Iを初期化する
〇Qtについて、以下を解く:
他の態様では、他の任意のコスト関数及び/又は停止基準が利用され得る。
図10に対して参照がなされ、図10は、幾つかの実証的な態様に係る、アンテナ不整合較正を用いるレーダ処理の性能グラフを概略的に示している。
1つの例では、図10の性能グラフは、約40度の方位角及び約70度の仰角に位置するターゲットに関する、24個のTxアンテナ素子及び64個のRxアンテナ素子を含むMIMOレーダアンテナに対応し得る。
図10において示されているように、ターゲットは、アンテナMMを有しないMIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号の測定に基づいて生成され得る2次元(2D)方位角-仰角マップ1010上で明確に識別され得る。
図10において示されているように、ターゲットは、例えば、アンテナMM較正が適用されない場合、アンテナMMを有するMIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号の測定に基づいて生成され得る2D方位角-仰角マップ1012上で識別されないことがある。
図10において示されているように、ターゲットは、例えば、アンテナMM較正が、例えば上記で説明されたアンテナMM較正に従って適用される場合、アンテナMMを有するMIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号の測定に基づいて生成され得る2D方位角-仰角マップ1014上で明確に識別され得る。
幾つかの実証的な態様では、図10において示されているように、アンテナMM較正を利用して生成される2D方位角-仰角マップ1014は、アンテナMMが存在しない場合、2D方位角-仰角マップ1010に同様の結果を提供し得る。
幾つかの実証的な態様では、図10において示されているように、コスト関数1016は、例えば、ALS推定方法の30回未満の反復の後に収束し得る。
幾つかの実証的な態様では、図10において示されているように、アンテナMM較正を用いてMIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号に基づいて生成され得る方位角AoA画像1026は、アンテナMMを有しないMIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号に基づくものであり得る方位角AoA画像1022と比較して同様の結果を提供し得る。
幾つかの実証的な態様では、図10において示されているように、アンテナMM較正を用いてMIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号に基づいて生成され得る仰角AoA画像1036は、アンテナMMを有しないMIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号に基づくものであり得る仰角AoA画像1032と比較して同様の結果を提供し得る。
幾つかの実証的な態様では、図10において示されているように、アンテナMM較正を示す仰角AoA画像1026及び方位角AoA画像1016は、例えば57dBよりも良好であるPSLLを達成し得る。
幾つかの実証的な態様では、照準較正を使用してアンテナアレイを較正することは、1つ又は複数の使用事例及び/又はシナリオにおいて、1つ又は複数の技術的な非効率性、欠点及び/又は問題を有し得る。例えば、照準較正が1つの角度のみで較正するために実装され得、これは、比較的単純であり得るが、照準較正は、例えば約15dBの、低減されたサイドローブレベル(SLL)性能を有し得る。
幾つかの実証的な態様では、経験的最大尤度(ML)ベース訂正を使用してアンテナアレイを較正することは、1つ又は複数の使用事例及び/又はシナリオにおいて、1つ又は複数の技術的な非効率性、欠点及び/又は問題を有し得る。例えば、経験的MLベース訂正は、例えば、仮想素子の数よりも多くあり得る2D AoAグリッド全体をスキャンし、経験的ステアリング行列、例えば、アレイマニホールドを構築し、例えば、レンジ-ドップラー(RD)処理後に、受信された信号上にステアリング行列を射影することによって、アンテナアレイを較正し得る。例えば、MLベース訂正方法がSNRを最大化するのに適し得るが、この方法は、SLLを最小化するのに適していないことがあり、したがって、適したPSLL、例えば、高PSLLを達成するのに適していないことがある。
図11A及び図11Bに対して参照がなされ、図11Aは、幾つかの実証的な態様に係る、アンテナ不整合較正を用いるレーダ処理の信号対雑音比(SNR)性能を示すグラフ1110を概略的に示し、図11Bは、アンテナ不整合較正を用いるレーダ処理のPSLL性能を示すグラフ1120を概略的に示している。
幾つかの実証的な態様では、図11Aにおいて示されているように、曲線1102は、例えば上記で説明されたように、アンテナMM較正を用いてMIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号に基づくSNRを表している。
幾つかの実証的な態様では、図11Aで示されているように、アンテナMM較正を用いるMIMOアンテナアレイのSNR性能曲線1102は、他の較正アルゴリズムのSNR性能と同等であり得る。
幾つかの実証的な態様では、図11Aにおいて示されているように、曲線1106は、例えば上記で説明されたように、アンテナMM較正を用いてMIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号を処理することに基づいて達成され得るPSLLを表している。
幾つかの実証的な態様では、図11Bにおいて示されているように、アンテナMM較正によって達成されるPSLL性能は、アンテナMMを有しないアンテナアレイのPSLL性能1108と同等であり得る。
幾つかの実証的な態様では、図11A及び図11Bにおいて示されているように、アンテナMM較正は、例えば、例として他の較正アルゴリズムと比較して、適したSNRを維持しながら、大幅に改善されたPSLLを達成し得る。
図12A及び図12Bに対して参照がなされ、図12Aは、幾つかの実証的な態様に係る、アンテナ不整合較正を用いるレーダ処理のSNR損失性能を示すグラフ1210を概略的に示し、図12Bは、アンテナ不整合較正を用いるレーダ処理のPSLL性能を示すグラフ1220を概略的に示している。
幾つかの実証的な態様では、図12Aにおいて示されているように、曲線1212は、例えば上記で説明されたように、アンテナMM較正を適用しながらMIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号に基づくレーダ処理のSNR損失を表している。
幾つかの実証的な態様では、図12Bにおいて示されているように、曲線1222は、例えば上記で説明されたように、アンテナMM較正を適用しながらMIMOアンテナアレイによって受信されるRxレーダ信号に基づくレーダ処理によって達成されるPSLLを表している。
幾つかの実証的な態様では、図12Aにおいて示されているように、Tx GMM標準偏差が、2dB未満である(これは、期待される固有のGMMである)場合、曲線1212のSNR損失は、無視できるもの、例えば、1dB未満であり得る。
幾つかの実証的な態様では、図12Bにおいて示されているように、曲線1222のPSLL性能は、例えば、例として図12Aにおいて示されているように無視できるSNR損失を維持しながら、アンテナMMを有しない理論的アレイのPSLL性能と同等であり得る。
図13に対して参照がなされ、図13は、幾つかの実証的な態様に係る、参照として使用され得るアンテナ利得不整合を示すグラフ1310、1320及び1330を概略的に示している。
例えば、グラフ1310、1320及び1330は、例えばいずれの調整も伴わない、固有のTx及びRx GMMを表す。
図13において示されているように、Tx GMM及びRx GMMの両方が、2dB未満の標準偏差を有し得る。したがって、例えば上記で説明されたように、アンテナMM較正は、例えば、曲線1212(図12A)によって示されているように、非常に低いSNR劣化、例えば1dB未満を維持しながら、例えば、曲線1222(図12B)によって示されているように、PSLL性能を改善するために実装され得る。
図14に対して参照がなされ、図14は、幾つかの実証的な態様に係る、レーダアンテナ較正の方法を概略的に示している。例えば、図14の方法の動作のうちの1つ又は複数は、システムの1つ又は複数の要素、例えば、1つ又は複数の車両、例えば、車両100(図1)、レーダデバイス、例えば、レーダデバイス101(図1)、不整合較正器、例えば、不整合較正器871(図8)、レーダプロセッサ、例えば、レーダプロセッサ836(図8)及び/又はレーダプロセッサ834(図8)によって実行され得る。
ブロック1402において示されているように、方法は、MIMOレーダアンテナの複数のRxアンテナを介して受信されるレーダ信号に基づくものであり得るレーダRxデータを処理することを含み得る。例えば、レーダプロセッサ834(図8)は、例えば上記で説明されたように、レーダRxデータ811(図8)を処理し得る。
ブロック1404において示されているように、方法は、レーダ情報が少なくとも30dBのPSLLを有するAoAスペクトルを含むようにMIMOレーダアンテナのアンテナMMを較正することによって、レーダRxデータに基づいてレーダ情報を生成することを含み得、例えば、PSLLは、AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、AoAスペクトル内のメインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される。例えば、アンテナMM較正器871(図8)は、例えば上記で説明されたように、MIMOレーダアンテナ881(図8)のアンテナMMを較正し得る。
ここで図15に対して参照がなされ、図15は、幾つかの実証的な態様に係る、製造品1500を概略的に示している。製品1500は、1つ又は複数の有形コンピュータ可読(「機械可読」)非一時記憶媒体1502を備え得、これは、例えばロジック1504によって実装される、コンピュータ実行可能命令であって、少なくとも1つのコンピュータプロセッサによって実行されると、少なくとも1つのコンピュータプロセッサが、車両、例えば、車両100(図1)、レーダデバイス、例えば、レーダデバイス101(図1)、不整合較正器、例えば、不整合較正器871(図8)、レーダプロセッサ、例えば、レーダプロセッサ836(図8)及び/又はレーダプロセッサ834(図8)において1つ又は複数の動作を実装し、車両、例えば、車両100(図1)、レーダデバイス、例えば、レーダデバイス101(図1)、不整合較正器、例えば、不整合較正器871(図8)、レーダプロセッサ、例えば、レーダプロセッサ836(図8)及び/又はレーダプロセッサ834(図8)に、1つ又は複数の動作及び/又は機能を実行、トリガ及び/又は実装させ、及び/又は、図1~図14を参照して説明された1つ又は複数の動作及び/又は機能及び/又は本明細書において説明される1つ又は複数の動作を実行、トリガ及び/又は実装させることを可能にするように動作可能である、コンピュータ実行可能命令を含み得る。「非一時的機械可読媒体」及び「コンピュータ可読非一時的記憶媒体」という文言は、一時的伝搬信号である唯一の例外を除いて、全ての機械及び/又はコンピュータ可読媒体を含むことを対象とし得る。
幾つかの実証的な態様では、製品1500及び/又は記憶媒体1502は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、リムーバブル又は非リムーバブルメモリ、消去可能又は消去不可能メモリ、書き込み可能又は再書き込み可能メモリ等を含む、データを記憶することが可能なコンピュータ可読記憶媒体の1つ又は複数のタイプを含み得る。例えば、記憶媒体1502は、RAM、DRAM、ダブルデータレートDRAM(DDR-DRAM)、SDRAM、スタティックRAM(SRAM)、ROM、プログラマブルROM(PROM)、消去可能プログラマブルROM(EPROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、コンパクトディスクROM(CD-ROM)、記録可能コンパクトディスク(CD-R)、再書き込み可能コンパクトディスク(CD-RW)、フラッシュメモリ(例えば、NOR又はNANDフラッシュメモリ)、連想メモリ(CAM)、ポリマーメモリ、相変化メモリ、強誘電体メモリ、シリコン酸化膜窒化膜酸化膜シリコン(SONOS)メモリ、ディスク、フロッピディスク、ハードドライブ、光ディスク、磁気ディスク、カード、磁気カード、光カード、テープ、カセット等を含み得る。コンピュータ可読記憶媒体は、通信リンク、例えばモデム、無線又はネットワーク接続を介して、リモートコンピュータから要求側のコンピュータに、搬送波又は他の伝搬媒体において具現化されるデータ信号によって搬送されるコンピュータプログラムをダウンロード又は転送することに関与する任意の適した媒体を含み得る。
幾つかの実証的な態様では、ロジック1504は、機械によって実行されると、機械に、本明細書において説明されるような方法、プロセス、及び/又は動作を実行させ得る命令、データ、及び/又はコードを含み得る。機械は、例えば、任意の適した処理プラットフォーム、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングデバイス、処理デバイス、コンピューティングシステム、処理システム、コンピュータ、プロセッサ等を含み得、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア等の任意の適した組み合わせを使用して実装され得る。
幾つかの実証的な態様では、ロジック1504は、ソフトウェア、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、プログラム、サブルーチン、命令、命令セット、コンピューティングコード、単語、値、シンボル等を含み得るか、又はこれらとして実装され得る。命令は、ソースコード、コンパイルコード、解釈コード、実行可能コード、スタティックコード、ダイナミックコード等のような任意の適したタイプのコードを含み得る。命令は、特定の機能を実行するようにプロセッサに命令する事前定義されたコンピュータ言語、方法、又は構文に従って実装され得る。命令は、任意の適した高レベル、低レベル、オブジェクト指向、ビジュアル、コンパイル及び/又は解釈プログラミング言語、例えば、C、C++、Java(登録商標)、BASIC、Matlab(登録商標)、Pascal、Visual BASIC(登録商標)、アセンブリ言語、機械コード等を使用して実装され得る。
例
例
以下の例は、更なる態様に関する。
例1は、装置であって、レーダ受信(Rx)データを受信する入力であって、前記レーダRxデータは、多入力多出力(MIMO)レーダアンテナの複数のRxアンテナを介して受信されたレーダ信号に基づいている、入力と、レーダ情報が少なくとも30デシベル(dB)のピークサイドローブレベル(PSLL)を有する到来角(AoA)スペクトルを含むように前記MIMOレーダアンテナのアンテナ不整合(MM)を較正することによって、前記レーダRxデータに基づいて前記レーダ情報を生成するように構成されたレーダプロセッサであって、前記PSLLは、前記AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、前記AoAスペクトル内の前記メインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される、レーダプロセッサとを備える、装置を含む。
例2は、例1の主題を含み、任意選択で、当該主題は、第1の較正行列及び第2の較正行列を記憶するメモリを備え、前記レーダプロセッサは、前記メモリから前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を索出し、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列に基づいて前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている。
例3は、例2の主題を含み、任意選択で、前記第1の較正行列は、Rx較正行列を含み、前記第2の較正行列は、送信(Tx)較正行列を含み、前記Rx較正行列は、前記複数のRxアンテナのRx MMに対応し、前記Tx較正行列は、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナのTx MMに対応する。
例4は、例2又は3の主題を含み、任意選択で、前記第1の較正行列のサイズは、M*Mであり、前記第2の較正行列のサイズは、N*Nであり、Mは、前記Rxアンテナのカウントを示し、Nは、前記Txアンテナのカウントを示す。
例5は、例2~4のいずれか1つの主題を含み、任意選択で、前記レーダプロセッサは、前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMに影響を与える少なくとも1つのパラメータの変化に基づいて、前記第1の較正行列又は前記第2の較正行列のうちの少なくとも1つを更新するように構成されている。
例6は、例2~5のいずれか1つの主題を含み、任意選択で、前記レーダプロセッサは、前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMに影響を与える少なくとも1つのパラメータの検出された変化に基づいて、例えばリアルタイムで、前記第1の較正行列又は前記第2の較正行列のうちの少なくとも1つを、例えば動的に、更新するように構成されている。
例7は、例1~6のいずれか1つの主題を含み、任意選択で、前記レーダプロセッサは、前記レーダRxデータに基づいて中間レーダデータを生成するように構成されており、前記レーダプロセッサは、前記中間レーダデータにアンテナMM較正を適用することによって較正済み中間レーダ情報を生成するように構成されたアンテナMM較正器を備え、前記レーダプロセッサは、前記較正済み中間レーダ情報に基づいて前記レーダ情報を生成するように構成されている。
例8は、例7の主題を含み、任意選択で、前記中間レーダ情報は、前記レーダRxデータに基づく中間レンジ-ドップラー情報を含む。
例9は、例7又は8の主題を含み、任意選択で、前記レーダプロセッサは、前記レーダRxデータに基づいて相互相関(XCORR)情報を生成し、前記XCORR情報に高速フーリエ変換(FFT)を適用することによって、前記中間レーダデータを生成するように構成されている。
例10は、例7~9のいずれか1つの主題を含み、任意選択で、当該主題は、第1の較正行列及び第2の較正行列を記憶するメモリを備え、前記アンテナMM較正器は、前記メモリから前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を索出し、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を前記中間レーダ情報に適用することによって、前記較正済み中間レーダ情報を生成するように構成されている。
例11は、例10の主題を含み、任意選択で、前記アンテナMM較正器は、前記第1の較正行列を前記中間レーダ情報で乗算した積を決定し、前記第1の較正行列及び前記中間レーダ情報の前記積を、前記第2の較正行列で乗算することによって、前記較正済み中間レーダ情報を決定するように構成されている。
例12は、例10又は11の主題を含み、任意選択で、前記第1の較正行列は、Rx較正行列を含み、前記第2の較正行列は、送信(Tx)較正行列を含み、前記Rx較正行列は、前記複数のRxアンテナのRx MMに対応し、前記Tx較正行列は、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナのTx MMに対応する。
例13は、例10~12のいずれか1つの主題を含み、任意選択で、前記第1の較正行列のサイズは、M*Mであり、前記第2の較正行列のサイズは、N*Nであり、Mは、前記Rxアンテナのカウントを示し、Nは、前記Txアンテナのカウントを示す。
例14は、例1~13のいずれか1つの主題を含み、任意選択で、前記レーダプロセッサは、少なくとも40dBのPSLLを有する前記AoAスペクトルを含む前記レーダ情報を提供するために前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている。
例15は、例1~14のいずれか1つの主題を含み、任意選択で、前記レーダプロセッサは、少なくとも50dBのPSLLを有する前記AoAスペクトルを含む前記レーダ情報を提供するために前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている。
例16は、例1~15のいずれか1つの主題を含み、任意選択で、前記レーダプロセッサは、少なくとも55dBのPSLLを有する前記AoAスペクトルを含む前記レーダ情報を提供するために前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている。
例17は、例1~16のいずれか1つの主題を含み、任意選択で、前記レーダプロセッサは、少なくとも60dBのPSLLを有する前記AoAスペクトルを含む前記レーダ情報を提供するために前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている。
例18は、例1~17のいずれか1つの主題を含み、任意選択で、当該主題は、前記MIMOレーダアンテナと、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナを介して複数のTx信号を送信する複数の送信(Tx)チェーンと、前記複数のRxアンテナを介して受信された前記レーダ信号に基づいて前記レーダRxデータを生成する複数のRxチェーンとを備える。
例19は、例1~18のいずれか1つの主題を含み、任意選択で、当該主題は、車両であって、前記レーダ情報に基づいて前記車両の1つ又は複数の車両システムを制御するように構成されたシステムコントローラを備える、車両を含む。
例20は、例1~19の説明された動作のいずれかを実行する手段を備える装置を含む。
例21は、プロセッサによる実行のために、例1~19の説明された動作のいずれかを実行する命令を記憶する機械可読媒体を含む。
例22は、メモリと、例1~19の説明された動作のいずれかを実行するように構成された処理回路とを備える装置を含む。
例23は、例1~19の説明された動作のいずれかを含む方法を含む。
1つ又は複数の態様を参照して本明細書において説明された機能、動作、コンポーネント及び/又は特徴は、1つ又は複数の他の態様を参照して本明細書において説明された1つ又は複数の他の機能、動作、コンポーネント及び/又は特徴と組み合わされ得るか、又はこれらと組み合わせて利用され得、逆もまた然りである。
特定の特徴が本明細書において図示及び説明されたが、多くの修正、置換、変更、及び均等物が、当業者によって行われ得る。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのような修正及び変化の全てを、本開示の真の趣旨内に入るものとして包含することを意図されることが理解される。
[他の可能な項目]
以下の項目が請求される。
[項目1]
装置であって、
レーダ受信(Rx)データを受信する入力であって、前記レーダRxデータは、多入力多出力(MIMO)レーダアンテナの複数のRxアンテナを介して受信されたレーダ信号に基づいている、入力と、
レーダ情報が少なくとも30デシベル(dB)のピークサイドローブレベル(PSLL)を有する到来角(AoA)スペクトルを含むように前記MIMOレーダアンテナのアンテナ不整合(MM)を較正することによって、前記レーダRxデータに基づいて前記レーダ情報を生成するように構成されたレーダプロセッサであって、前記PSLLは、前記AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、前記AoAスペクトル内の前記メインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される、レーダプロセッサと
を備える、装置。
[項目2]
第1の較正行列及び第2の較正行列を記憶するメモリを備え、前記レーダプロセッサは、前記メモリから前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を索出し、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列に基づいて前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、項目1に記載の装置。
[項目3]
前記第1の較正行列は、Rx較正行列を含み、前記第2の較正行列は、送信(Tx)較正行列を含み、前記Rx較正行列は、前記複数のRxアンテナのRx MMに対応し、前記Tx較正行列は、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナのTx MMに対応する、項目2に記載の装置。
[項目4]
前記第1の較正行列のサイズは、M*Mであり、前記第2の較正行列のサイズは、N*Nであり、Mは、前記Rxアンテナのカウントを示し、Nは、前記Txアンテナのカウントを示す、項目2に記載の装置。
[項目5]
前記レーダプロセッサは、前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMに影響を与える少なくとも1つのパラメータの変化に基づいて、前記第1の較正行列又は前記第2の較正行列のうちの少なくとも1つを更新するように構成されている、項目2に記載の装置。
[項目6]
前記レーダプロセッサは、前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMに影響を与える少なくとも1つのパラメータの検出された変化に基づいて、前記第1の較正行列又は前記第2の較正行列のうちの少なくとも1つを、リアルタイムで更新するように構成されている、項目2に記載の装置。
[項目7]
前記レーダプロセッサは、前記レーダRxデータに基づいて中間レーダデータを生成するように構成されており、前記レーダプロセッサは、前記中間レーダデータにアンテナMM較正を適用することによって較正済み中間レーダ情報を生成するように構成されたアンテナMM較正器を備え、前記レーダプロセッサは、前記較正済み中間レーダ情報に基づいて前記レーダ情報を生成するように構成されている、項目1に記載の装置。
[項目8]
前記中間レーダ情報は、前記レーダRxデータに基づく中間レンジ-ドップラー情報を含む、項目7に記載の装置。
[項目9]
前記レーダプロセッサは、前記レーダRxデータに基づいて相互相関(XCORR)情報を生成し、前記XCORR情報に高速フーリエ変換(FFT)を適用することによって、前記中間レーダデータを生成するように構成されている、項目7に記載の装置。
[項目10]
第1の較正行列及び第2の較正行列を記憶するメモリを備え、前記アンテナMM較正器は、前記メモリから前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を索出し、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を前記中間レーダ情報に適用することによって、前記較正済み中間レーダ情報を生成するように構成されている、項目7に記載の装置。
[項目11]
前記アンテナMM較正器は、前記第1の較正行列を前記中間レーダ情報で乗算した積を決定し、前記第1の較正行列及び前記中間レーダ情報の前記積を、前記第2の較正行列で乗算することによって、前記較正済み中間レーダ情報を決定するように構成されている、項目10に記載の装置。
[項目12]
前記第1の較正行列は、Rx較正行列を含み、前記第2の較正行列は、送信(Tx)較正行列を含み、前記Rx較正行列は、前記複数のRxアンテナのRx MMに対応し、前記Tx較正行列は、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナのTx MMに対応する、項目10に記載の装置。
[項目13]
前記第1の較正行列のサイズは、M*Mであり、前記第2の較正行列のサイズは、N*Nであり、Mは、前記Rxアンテナのカウントを示し、Nは、前記Txアンテナのカウントを示す、項目10に記載の装置。
[項目14]
前記レーダプロセッサは、少なくとも40dBのPSLLを有する前記AoAスペクトルを含む前記レーダ情報を提供するために前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、項目1~13のいずれか1項に記載の装置。
[項目15]
前記レーダプロセッサは、少なくとも55dBのPSLLを有する前記AoAスペクトルを含む前記レーダ情報を提供するために前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、項目1~13のいずれか1項に記載の装置。
[項目16]
前記レーダプロセッサは、少なくとも60dBのPSLLを有する前記AoAスペクトルを含む前記レーダ情報を提供するために前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、項目1~13のいずれか1項に記載の装置。
[項目17]
前記MIMOレーダアンテナと、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナを介して複数のTx信号を送信する複数の送信(Tx)チェーンと、前記複数のRxアンテナを介して受信された前記レーダ信号に基づいて前記レーダRxデータを生成する複数のRxチェーンとを備える、項目1~13のいずれか1項に記載の装置。
[項目18]
コンピュータ実行可能命令を含む1つ又は複数の有形コンピュータ可読非一時的記憶媒体を備える製品であって、前記コンピュータ実行可能命令は、少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記少なくとも1つのプロセッサが、レーダデバイスに、
レーダ受信(Rx)データを処理する手順であって、前記レーダRxデータは、多入力多出力(MIMO)レーダアンテナの複数のRxアンテナを介して受信されたレーダ信号に基づいている、手順と、
レーダ情報が少なくとも30デシベル(dB)のピークサイドローブレベル(PSLL)を有する到来角(AoA)スペクトルを含むように前記MIMOレーダアンテナのアンテナ不整合(MM)を較正することによって、前記レーダRxデータに基づいて前記レーダ情報を生成する手順であって、前記PSLLは、前記AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、前記AoAスペクトル内の前記メインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される、手順と
を行わせることを可能にするように動作可能である、製品。
[項目19]
前記命令は、実行されると、前記レーダデバイスに、第1の較正行列及び第2の較正行列をメモリに記憶する手順と、前記メモリから前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を索出する手順と、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列に基づいて前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成する手順とを行わせる、項目18に記載の製品。
[項目20]
前記第1の較正行列は、Rx較正行列を含み、前記第2の較正行列は、送信(Tx)較正行列を含み、前記Rx較正行列は、前記複数のRxアンテナのRx MMに対応し、前記Tx較正行列は、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナのTx MMに対応する、項目19に記載の製品。
[項目21]
前記命令は、実行されると、前記レーダデバイスに、前記レーダRxデータに基づいて中間レーダデータを生成する手順と、前記中間レーダデータにアンテナMM較正を適用することによって較正済み中間レーダ情報を生成する手順と、前記較正済み中間レーダ情報に基づいて前記レーダ情報を生成する手順とを行わせる、項目18に記載の製品。
[項目22]
車両であって、
レーダ情報に基づいて前記車両の1つ又は複数の車両システムを制御するように構成されたシステムコントローラと、
前記レーダ情報を前記システムコントローラに提供するように構成されたレーダデバイスであって、前記レーダデバイスは、
Txレーダ信号を送信する複数の送信(Tx)アンテナ、及び前記Txレーダ信号に基づいてRxレーダ信号を受信する複数の受信(Rx)アンテナを含む多入力多出力(MIMO)レーダアンテナと、
レーダRxデータに基づいて前記レーダ情報を生成するように構成されたレーダプロセッサであって、前記レーダRxデータは、前記Rxレーダ信号に基づいており、前記レーダプロセッサは、レーダ情報が少なくとも30デシベル(dB)のピークサイドローブレベル(PSLL)を有する到来角(AoA)スペクトルを含むように前記MIMOレーダアンテナのアンテナ不整合(MM)を較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されており、前記PSLLは、前記AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、前記AoAスペクトル内の前記メインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される、レーダプロセッサと
を有する、レーダデバイスと
を備える、車両。
[項目23]
第1の較正行列及び第2の較正行列を記憶するメモリを備え、前記レーダプロセッサは、前記メモリから前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を索出し、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列に基づいて前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、項目22に記載の車両。
[項目24]
前記第1の較正行列は、Rx較正行列を含み、前記第2の較正行列は、Tx較正行列を含み、前記Rx較正行列は、前記複数のRxアンテナのRx MMに対応し、前記Tx較正行列は、前記複数のTxアンテナのTx MMに対応する、項目23に記載の車両。
[他の可能な項目]
以下の項目が請求される。
[項目1]
装置であって、
レーダ受信(Rx)データを受信する入力であって、前記レーダRxデータは、多入力多出力(MIMO)レーダアンテナの複数のRxアンテナを介して受信されたレーダ信号に基づいている、入力と、
レーダ情報が少なくとも30デシベル(dB)のピークサイドローブレベル(PSLL)を有する到来角(AoA)スペクトルを含むように前記MIMOレーダアンテナのアンテナ不整合(MM)を較正することによって、前記レーダRxデータに基づいて前記レーダ情報を生成するように構成されたレーダプロセッサであって、前記PSLLは、前記AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、前記AoAスペクトル内の前記メインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される、レーダプロセッサと
を備える、装置。
[項目2]
第1の較正行列及び第2の較正行列を記憶するメモリを備え、前記レーダプロセッサは、前記メモリから前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を索出し、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列に基づいて前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、項目1に記載の装置。
[項目3]
前記第1の較正行列は、Rx較正行列を含み、前記第2の較正行列は、送信(Tx)較正行列を含み、前記Rx較正行列は、前記複数のRxアンテナのRx MMに対応し、前記Tx較正行列は、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナのTx MMに対応する、項目2に記載の装置。
[項目4]
前記第1の較正行列のサイズは、M*Mであり、前記第2の較正行列のサイズは、N*Nであり、Mは、前記Rxアンテナのカウントを示し、Nは、前記Txアンテナのカウントを示す、項目2に記載の装置。
[項目5]
前記レーダプロセッサは、前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMに影響を与える少なくとも1つのパラメータの変化に基づいて、前記第1の較正行列又は前記第2の較正行列のうちの少なくとも1つを更新するように構成されている、項目2に記載の装置。
[項目6]
前記レーダプロセッサは、前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMに影響を与える少なくとも1つのパラメータの検出された変化に基づいて、前記第1の較正行列又は前記第2の較正行列のうちの少なくとも1つを、リアルタイムで更新するように構成されている、項目2に記載の装置。
[項目7]
前記レーダプロセッサは、前記レーダRxデータに基づいて中間レーダデータを生成するように構成されており、前記レーダプロセッサは、前記中間レーダデータにアンテナMM較正を適用することによって較正済み中間レーダ情報を生成するように構成されたアンテナMM較正器を備え、前記レーダプロセッサは、前記較正済み中間レーダ情報に基づいて前記レーダ情報を生成するように構成されている、項目1に記載の装置。
[項目8]
前記中間レーダ情報は、前記レーダRxデータに基づく中間レンジ-ドップラー情報を含む、項目7に記載の装置。
[項目9]
前記レーダプロセッサは、前記レーダRxデータに基づいて相互相関(XCORR)情報を生成し、前記XCORR情報に高速フーリエ変換(FFT)を適用することによって、前記中間レーダデータを生成するように構成されている、項目7に記載の装置。
[項目10]
第1の較正行列及び第2の較正行列を記憶するメモリを備え、前記アンテナMM較正器は、前記メモリから前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を索出し、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を前記中間レーダ情報に適用することによって、前記較正済み中間レーダ情報を生成するように構成されている、項目7に記載の装置。
[項目11]
前記アンテナMM較正器は、前記第1の較正行列を前記中間レーダ情報で乗算した積を決定し、前記第1の較正行列及び前記中間レーダ情報の前記積を、前記第2の較正行列で乗算することによって、前記較正済み中間レーダ情報を決定するように構成されている、項目10に記載の装置。
[項目12]
前記第1の較正行列は、Rx較正行列を含み、前記第2の較正行列は、送信(Tx)較正行列を含み、前記Rx較正行列は、前記複数のRxアンテナのRx MMに対応し、前記Tx較正行列は、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナのTx MMに対応する、項目10に記載の装置。
[項目13]
前記第1の較正行列のサイズは、M*Mであり、前記第2の較正行列のサイズは、N*Nであり、Mは、前記Rxアンテナのカウントを示し、Nは、前記Txアンテナのカウントを示す、項目10に記載の装置。
[項目14]
前記レーダプロセッサは、少なくとも40dBのPSLLを有する前記AoAスペクトルを含む前記レーダ情報を提供するために前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、項目1~13のいずれか1項に記載の装置。
[項目15]
前記レーダプロセッサは、少なくとも55dBのPSLLを有する前記AoAスペクトルを含む前記レーダ情報を提供するために前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、項目1~13のいずれか1項に記載の装置。
[項目16]
前記レーダプロセッサは、少なくとも60dBのPSLLを有する前記AoAスペクトルを含む前記レーダ情報を提供するために前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、項目1~13のいずれか1項に記載の装置。
[項目17]
前記MIMOレーダアンテナと、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナを介して複数のTx信号を送信する複数の送信(Tx)チェーンと、前記複数のRxアンテナを介して受信された前記レーダ信号に基づいて前記レーダRxデータを生成する複数のRxチェーンとを備える、項目1~13のいずれか1項に記載の装置。
[項目18]
コンピュータ実行可能命令を含む1つ又は複数の有形コンピュータ可読非一時的記憶媒体を備える製品であって、前記コンピュータ実行可能命令は、少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記少なくとも1つのプロセッサが、レーダデバイスに、
レーダ受信(Rx)データを処理する手順であって、前記レーダRxデータは、多入力多出力(MIMO)レーダアンテナの複数のRxアンテナを介して受信されたレーダ信号に基づいている、手順と、
レーダ情報が少なくとも30デシベル(dB)のピークサイドローブレベル(PSLL)を有する到来角(AoA)スペクトルを含むように前記MIMOレーダアンテナのアンテナ不整合(MM)を較正することによって、前記レーダRxデータに基づいて前記レーダ情報を生成する手順であって、前記PSLLは、前記AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、前記AoAスペクトル内の前記メインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される、手順と
を行わせることを可能にするように動作可能である、製品。
[項目19]
前記命令は、実行されると、前記レーダデバイスに、第1の較正行列及び第2の較正行列をメモリに記憶する手順と、前記メモリから前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を索出する手順と、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列に基づいて前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成する手順とを行わせる、項目18に記載の製品。
[項目20]
前記第1の較正行列は、Rx較正行列を含み、前記第2の較正行列は、送信(Tx)較正行列を含み、前記Rx較正行列は、前記複数のRxアンテナのRx MMに対応し、前記Tx較正行列は、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナのTx MMに対応する、項目19に記載の製品。
[項目21]
前記命令は、実行されると、前記レーダデバイスに、前記レーダRxデータに基づいて中間レーダデータを生成する手順と、前記中間レーダデータにアンテナMM較正を適用することによって較正済み中間レーダ情報を生成する手順と、前記較正済み中間レーダ情報に基づいて前記レーダ情報を生成する手順とを行わせる、項目18に記載の製品。
[項目22]
車両であって、
レーダ情報に基づいて前記車両の1つ又は複数の車両システムを制御するように構成されたシステムコントローラと、
前記レーダ情報を前記システムコントローラに提供するように構成されたレーダデバイスであって、前記レーダデバイスは、
Txレーダ信号を送信する複数の送信(Tx)アンテナ、及び前記Txレーダ信号に基づいてRxレーダ信号を受信する複数の受信(Rx)アンテナを含む多入力多出力(MIMO)レーダアンテナと、
レーダRxデータに基づいて前記レーダ情報を生成するように構成されたレーダプロセッサであって、前記レーダRxデータは、前記Rxレーダ信号に基づいており、前記レーダプロセッサは、レーダ情報が少なくとも30デシベル(dB)のピークサイドローブレベル(PSLL)を有する到来角(AoA)スペクトルを含むように前記MIMOレーダアンテナのアンテナ不整合(MM)を較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されており、前記PSLLは、前記AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、前記AoAスペクトル内の前記メインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される、レーダプロセッサと
を有する、レーダデバイスと
を備える、車両。
[項目23]
第1の較正行列及び第2の較正行列を記憶するメモリを備え、前記レーダプロセッサは、前記メモリから前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を索出し、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列に基づいて前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、項目22に記載の車両。
[項目24]
前記第1の較正行列は、Rx較正行列を含み、前記第2の較正行列は、Tx較正行列を含み、前記Rx較正行列は、前記複数のRxアンテナのRx MMに対応し、前記Tx較正行列は、前記複数のTxアンテナのTx MMに対応する、項目23に記載の車両。
Claims (25)
- レーダデバイスの装置であって、
レーダ受信(Rx)データを受信する入力であって、前記レーダRxデータは、多入力多出力(MIMO)レーダアンテナの複数のRxアンテナを介して受信されたレーダ信号に基づいている、入力と、
レーダ情報が少なくとも30デシベル(dB)のピークサイドローブレベル(PSLL)を有する到来角(AoA)スペクトルを含むように前記MIMOレーダアンテナのアンテナ不整合(MM)を較正することによって、前記レーダRxデータに基づいて前記レーダ情報を生成するように構成されたレーダプロセッサであって、前記PSLLは、前記AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、前記AoAスペクトル内の前記メインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される、レーダプロセッサと
を備える、装置。 - 第1の較正行列及び第2の較正行列を記憶するメモリを備え、前記レーダプロセッサは、前記メモリから前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を索出し、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列に基づいて前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の較正行列は、Rx較正行列を含み、前記第2の較正行列は、送信(Tx)較正行列を含み、前記Rx較正行列は、前記複数のRxアンテナのRx MMに対応し、前記Tx較正行列は、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナのTx MMに対応する、請求項2に記載の装置。
- 前記第1の較正行列のサイズは、M*Mであり、前記第2の較正行列のサイズは、N*Nであり、Mは、前記Rxアンテナのカウントを示し、Nは、前記Txアンテナのカウントを示す、請求項3に記載の装置。
- 前記レーダプロセッサは、前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMに影響を与える少なくとも1つのパラメータの変化に基づいて、前記第1の較正行列又は前記第2の較正行列のうちの少なくとも1つを更新するように構成されている、請求項2~4のいずれか1項に記載の装置。
- 前記レーダプロセッサは、前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMに影響を与える少なくとも1つのパラメータの検出された変化に基づいて、前記第1の較正行列又は前記第2の較正行列のうちの少なくとも1つを、リアルタイムで更新するように構成されている、請求項2~5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記レーダプロセッサは、前記レーダRxデータに基づいて中間レーダデータを生成するように構成されており、前記レーダプロセッサは、前記中間レーダデータにアンテナMM較正を適用することによって較正済み中間レーダ情報を生成するように構成されたアンテナMM較正器を備え、前記レーダプロセッサは、前記較正済み中間レーダ情報に基づいて前記レーダ情報を生成するように構成されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の装置。
- 前記中間レーダ情報は、前記レーダRxデータに基づく中間レンジ-ドップラー情報を含む、請求項7に記載の装置。
- 前記レーダプロセッサは、前記レーダRxデータに基づいて相互相関(XCORR)情報を生成し、前記XCORR情報に高速フーリエ変換(FFT)を適用することによって、前記中間レーダデータを生成するように構成されている、請求項7又は8に記載の装置。
- 第1の較正行列及び第2の較正行列を記憶するメモリを備え、前記アンテナMM較正器は、前記メモリから前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を索出し、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を前記中間レーダ情報に適用することによって、前記較正済み中間レーダ情報を生成するように構成されている、請求項7~9のいずれか1項に記載の装置。
- 前記アンテナMM較正器は、前記第1の較正行列を前記中間レーダ情報で乗算した積を決定し、前記第1の較正行列及び前記中間レーダ情報の前記積を、前記第2の較正行列で乗算することによって、前記較正済み中間レーダ情報を決定するように構成されている、請求項10に記載の装置。
- 前記第1の較正行列は、Rx較正行列を含み、前記第2の較正行列は、送信(Tx)較正行列を含み、前記Rx較正行列は、前記複数のRxアンテナのRx MMに対応し、前記Tx較正行列は、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナのTx MMに対応する、請求項10又は11に記載の装置。
- 前記第1の較正行列のサイズは、M*Mであり、前記第2の較正行列のサイズは、N*Nであり、Mは、前記Rxアンテナのカウントを示し、Nは、前記Txアンテナのカウントを示す、請求項12に記載の装置。
- 前記レーダプロセッサは、少なくとも40dBのPSLLを有する前記AoAスペクトルを含む前記レーダ情報を提供するために前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、請求項1~13のいずれか1項に記載の装置。
- 前記レーダプロセッサは、少なくとも55dBのPSLLを有する前記AoAスペクトルを含む前記レーダ情報を提供するために前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、請求項1~13のいずれか1項に記載の装置。
- 前記レーダプロセッサは、少なくとも60dBのPSLLを有する前記AoAスペクトルを含む前記レーダ情報を提供するために前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、請求項1~13のいずれか1項に記載の装置。
- 前記MIMOレーダアンテナと、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナを介して複数のTx信号を送信する複数の送信(Tx)チェーンと、前記複数のRxアンテナを介して受信された前記レーダ信号に基づいて前記レーダRxデータを生成する複数のRxチェーンとを備える、請求項1~16のいずれか1項に記載の装置。
- レーダデバイスにおいて実行される方法であって、
レーダ受信(Rx)データを処理する段階であって、前記レーダRxデータは、多入力多出力(MIMO)レーダアンテナの複数のRxアンテナを介して受信されたレーダ信号に基づいている、段階と、
レーダ情報が少なくとも30デシベル(dB)のピークサイドローブレベル(PSLL)を有する到来角(AoA)スペクトルを含むように前記MIMOレーダアンテナのアンテナ不整合(MM)を較正することによって、前記レーダRxデータに基づいて前記レーダ情報を生成する段階であって、前記PSLLは、前記AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、前記AoAスペクトル内の前記メインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される、段階と
を備える、方法。 - メモリから第1の較正行列及び第2の較正行列を索出する段階と、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列に基づいて前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成する段階とを備える、請求項18に記載の方法。
- 前記第1の較正行列は、Rx較正行列を含み、前記第2の較正行列は、送信(Tx)較正行列を含み、前記Rx較正行列は、前記複数のRxアンテナのRx MMに対応し、前記Tx較正行列は、前記MIMOレーダアンテナの複数のTxアンテナのTx MMに対応する、請求項19に記載の方法。
- 前記レーダRxデータに基づいて中間レーダデータを生成する段階と、前記中間レーダデータにアンテナMM較正を適用することによって較正済み中間レーダ情報を生成する段階と、前記較正済み中間レーダ情報に基づいて前記レーダ情報を生成する段階とを備える、請求項18~20のいずれか1項に記載の方法。
- プロセッサに、請求項18~21のいずれか1項に記載の方法を実行させるコンピュータプログラム。
- レーダデバイスの装置であって、前記装置は、請求項18~21のいずれか1項に記載の方法を実行する処理手段を備える、装置。
- 車両であって、
レーダ情報に基づいて前記車両の1つ又は複数の車両システムを制御するように構成されたシステムコントローラと、
前記レーダ情報を前記システムコントローラに提供するように構成されたレーダデバイスであって、前記レーダデバイスは、
Txレーダ信号を送信する複数の送信(Tx)アンテナ、及び前記Txレーダ信号に基づいてRxレーダ信号を受信する複数の受信(Rx)アンテナを含む多入力多出力(MIMO)レーダアンテナと、
レーダRxデータに基づいて前記レーダ情報を生成するように構成されたレーダプロセッサであって、前記レーダRxデータは、前記Rxレーダ信号に基づいており、前記レーダプロセッサは、レーダ情報が少なくとも30デシベル(dB)のピークサイドローブレベル(PSLL)を有する到来角(AoA)スペクトルを含むように前記MIMOレーダアンテナのアンテナ不整合(MM)を較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されており、前記PSLLは、前記AoAスペクトルのメインローブの電力レベルと、前記AoAスペクトル内の前記メインローブに対応するピークサイドローブの電力レベルとの間の差として決定される、レーダプロセッサと
を有する、レーダデバイスと
を備える、車両。 - 第1の較正行列及び第2の較正行列を記憶するメモリを備え、前記レーダプロセッサは、前記メモリから前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列を索出し、前記第1の較正行列及び前記第2の較正行列に基づいて前記MIMOレーダアンテナの前記アンテナMMを較正することによって、前記レーダ情報を生成するように構成されている、請求項24に記載の車両。
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