JP2024501114A - レーダーまたはｌｉｄａｒビームステアリングを使用する自車速度推定 - Google Patents

レーダーまたはｌｉｄａｒビームステアリングを使用する自車速度推定 Download PDF

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Abstract

Figure 2024501114000001
レーダーまたはLIDAR測定のための方法、システム、コンピュータ可読媒体、および装置が提示される。いくつかの構成は、第1の周波数特性を有する第1のビームをトランシーバを介して送信することと、第1のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいてトランシーバと移動物体との間の距離を計算することと、第1の周波数特性と異なる第2の周波数特性を有する第2のビームをトランシーバを介して送信することであって、第2のビームは、第2のビームの軸が地表面と交差するように向けられる、ことと、第2のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいてトランシーバの自車速度を計算することとを含む。道路車両(たとえば、自動車)用途に関連するアプリケーションが説明される。

Description

本開示の態様は、動力付き地上車両のためのレーダーまたはLIDARベースのセンサに関する。
レーダー信号、または一般に電磁信号が、しばしば、周囲環境における物体の存在を検出するために使用される。たとえば、動力車は、近くの車両など、別の物体から反射された対応する信号を検出するために、レーダー信号を送信するレーダーユニットを装備されることがある。動力車自体(すなわち、レーダーユニットを装備された車両)の速度推定のために、そのようなレーダー信号を使用することは、困難な挑戦課題であり得る。レーダーユニットを装備された車両の速度は、自車速度とも呼ばれる。
一般的構成によるレーダー測定の方法は、第1の周波数特性を有する第1のビームをトランシーバを介して送信するステップと、第1のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいてトランシーバと移動物体との間の距離を計算するステップと、第1の周波数特性と異なる第2の周波数特性を有する第2のビームをトランシーバを介して送信するステップであって、第2のビームは、第2のビームの軸が地表面と交差するように向けられる、ステップと、第2のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいてトランシーバの自車速度を計算するステップとを含む。少なくとも1つのプロセッサによって実行されるとき、少なくとも1つのプロセッサにそのような方法を実行させるコードを含むコンピュータ可読記憶媒体も開示される。
一般的構成によるレーダー測定のための装置は、トランシーバと、トランシーバに通信可能に結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは、第1の周波数特性を有する第1のビームをトランシーバを介して送信することと、第1のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいてトランシーバと移動物体との間の距離を計算することと、第1の周波数特性と異なる第2の周波数特性を有する第2のビームをトランシーバを介して送信することであって、第2のビームは、第2のビームの軸が地表面と交差するように向けられる、ことと、第2のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいてトランシーバの自車速度を計算することとを行うように構成される。
本開示の態様が例として図示される。添付図の中で、同様の参照番号は類似の要素を示す。
一般的構成による、レーダー測定のための方法M100のフローチャートである。 一般的構成による、レーダー測定のための装置A100のブロック図である。 トランシーバが車両の前および/または後に設置され得る範囲の例を示す図である。 車両のバンパーの後ろに設置されたトランシーバの例を示す図である。 水平線に対して約-45度から約+45度までに及ぶ送信レーダービームのメインローブの種々の仰角の例を示す図である。 物体測距のための動作の第1のモード、および自車速度推定のための動作の第2のモードにおけるレーダーセンサの送信ビームの方向の例を示す図である。 レーダービームの異なる入射角に対する自車速度の大きさと自車速度の視線方向成分との間の関係を示す図である。 レーダービームの異なる入射角に対する自車速度の大きさと自車速度の視線方向成分との間の関係を示す図である。 レーダービームの異なる入射角に対する自車速度の大きさと自車速度の視線方向成分との間の関係を示す図である。 前方軸に対して約マイナス45度から約プラス45度までに及ぶ受信レーダービームの種々の方位角の例を示す図である。 反射ビームの測定値が3つの異なる方位角に対して取得される例を示す図である。 トランシーバXC20の送信機部XC20Aの例を含むブロック図である。 トランシーバXC20の受信機部XC20Bの例を含むブロック図である。 3つの異なる一連の線形周波数変調チャープのうちの1つの例を示す図である。 3つの異なる一連の線形周波数変調チャープのうちの1つの例を示す図である。 3つの異なる一連の線形周波数変調チャープのうちの1つの例を示す図である。 距離情報を取得するために中間周波数における受信ビーム信号を処理する例を示す図である。 速度情報を取得するために一連の距離FFTベクトルを処理する例を示す図である。 路面におけるビームスポットの幅の例を示す図である。 車両V10の実装形態V20の斜視図である。 1つまたは複数の実施形態が実装され得る例示的なコンピュータシステム1100を示す図である。
車両自動化に対する1つの重要なタスクは環境追跡であり、それは、物体測距を含み、同じく、自車、すなわち環境を追跡する車両に対する静的および動的ターゲット(障害物、他の車両、歩行者など)の位置および速度を推定することも含み得る。車両レーダーの使用は、ますます普及しつつあり、近代的な道路車両(たとえば、自動車もしくは乗用車、トラック)には、通常、環境追跡のために1つまたは複数のレーダーセンサが装備される。一般的に、これらのレーダーセンサは、自車を取り巻く静的および動的ターゲット(障害物、他の車両、歩行者など)の距離および相対速度を(ドップラ測定を介して)測定するために使用される。たとえば、レーダーセンサは、車両の近傍の物体(たとえば、他の車両、自転車運転者、歩行者、道路の地物または障害物)の速度、距離および/または方向を検出するために使用され得る。そのような検出は、運転支援(たとえば、アダプティブクルーズコントロール)、衝突回避(たとえば、緊急ブレーキアシスト)、および/または自律運転などの機能(feature)を支援するために使用され得る。
車両自動化に対する別の重要なタスクは自車位置特定であり、それは、ワールド基準座標系における自車の位置および速度を推定する。自車位置特定のために採用されるセンサは、たとえば、慣性計測ユニット(IMU)、全地球ナビゲーション衛星システム(GNSS、たとえば、全地球測位システム(GPS))受信機、カメラ(可視光および/または赤外)、LIDARセンサ、ホイール速度センサなどを含み得る。これらのセンサタイプの各々は、速度推定における問題に遭遇する場合がある。ホイール速度センサ(たとえば、速度計)による速度測定は、タイヤ直径変動による誤差を含む場合がある。そのような変動は、たとえば、摩耗、温度、圧力および/または車両負荷における変化から生じる。走行距離センサは、特に低速度において不正確である場合があり、ドリフトおよび滑りによっても影響を受けることがある。視覚センサ(たとえば、カメラ、LIDARセンサ)は、降水(たとえば、雨、雪、霧)および輝きの影響を受けやすく、暗闇の中では利用できないことがある。IMU(それは1つまたは複数の加速度計、ジャイロスコープおよび/または磁力計を含み得る)によって作成される相対測定値は、バイアスによってエラーを生じることがあり、進行中の修正が必要であり、それは、一般的に、GNSS信号が利用できないときに動作し得ないGNSS受信機を使用して実行される。
降水および道路条件に対してロバストであり、照明条件の影響を受けない、高度に正確な自車速度推定を取得することが望まれ得る。車両レーダーセンサによる測定は、自車自体の速度についての情報も含有し得、それは、向上した精度およびロバスト性を有する自車位置特定タスクを解決するために使用され得る。ロバスト性の態様は、特に重要である。なぜならば、レーダーは、自車位置特定のために一般的に採用されるセンサと異なる故障モードを有する冗長センサであるからである。
残念なことに、自車速度推定のためのレーダーセンサのドップラ測定を直接使用することに関連していくつかの困難な課題が存在する。第1に、レーダーセンサは、一般的に、環境追跡タスクの性能を最適化するように構成される。具体的には、そのような最適化は、明確に測定され得る最大距離と明確に測定され得る最大ドップラ速度との間にトレードオフを含む。より低いレーダーパルス繰返し率(「パルス繰返し周波数」(PRF)とも呼ばれる)は、最大距離を増加させるが、最大ドップラを減少させ、その逆も成り立つ。環境追跡タスクは、一般的に、少なくとも100メートルまでの距離に対する支援を必要とし、それにより、最大の明確なドップラ測定は、通常極めて小さくなるように構成され、一例では、毎秒プラスマイナス6メートル(m/s)(毎時約プラスマイナス15マイル(mph))になる。得られた非常に不明確なドップラ測定は、自車速度推定のタスクを困難なものにする。
第2に、静的なターゲットからのレーダー反射だけが、自車速度についての情報を含有する。動的なターゲットからの反射は、自車速度推定のタスクに対する外れ値の測定値を構成する。特に混雑した道路において、これらの外れ値の測定値をフィルタをかけて除くことは、不可能でなくとも困難であり得る。
次に、いくつかの例示的な構成が、本明細書の一部を形成する添付の図面に関して説明される。本開示の1つまたは複数の態様が実装されてもよい特定の構成が以下で説明されるが、他の構成が使用されてもよく、本開示の範囲または添付の特許請求の範囲の趣旨から逸脱することなく、様々な変更が加えられてもよい。
本明細書で説明する特定の例は、主に乗用車に関連するが、開示する原理、方法および装置は、より一般的に、貨物車(たとえば、トラック、トラクタトレーラ)、オートバイ、および公共交通機関の車両(たとえば、バス)を含むエンジン付き道路車両に、同じく、他の地上車(たとえば、農用車両を含む)に関すること、およびそのような文脈におけるこれらの原理の使用が、特に考察され、本明細書で開示されることが理解されよう。
図1Aは、タスクT10、T20、T30およびT40を含む一般的構成によるレーダー測定のための方法M100のフローチャートを示す。タスクT10は、第1の周波数特性を有する第1のビームをトランシーバを介して送信するように、装置を動作させる。装置は、たとえば、レーダーセンサであり得る。第1のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいて、タスクT20は、トランシーバと移動物体との間の距離を計算する。タスクT30は、第1の周波数特性と異なる第2の周波数特性を有する第2のビームをトランシーバを介して送信し、第2のビームは、第2のビームの軸が地表面と、(たとえば、トランシーバから10メートルを超えない距離において)交差するように向けられる。第1の周波数特性および第2の周波数特性は、たとえば、パルス帯域幅、パルス持続時間、パルス繰返し率、またはパルス形状であり得る。第2のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいて、タスクT40は、トランシーバの自車速度を計算する。
方法M100の一例では、装置は、環境追跡レーダーセンサであり、同じく、向上した精度およびロバスト性で自車位置特定タスクを解決するために使用され得る、自車自体の速度についての情報を取得するために使用される。レーダーセンサは、伝統的な物体測距モードと自車速度モードとの2つのモードで交互に動作される。従来方式で実装され得る物体測距モードの間に、レーダー波形が、ターゲット検出のために最適化される。たとえば、レーダーは、(たとえば、低いPRFを有するために)ターゲット検出を最大化するように構成され得る。自車速度モードの間に、レーダー波形は、自車位置特定のために最適化される。たとえば、レーダーは、(たとえば、高PRFを有するために)自車位置特定のためのドップラ測定の使用を最大化するように構成され得る。システムは、毎秒数回(たとえば、10、20または50回など、2、3、4または5回から100回までの範囲内で)環境センシングモードと自車速度モードとの間を切り替える。これらの2つのモードが交互に入れ替わる頻度、およびそれらの各々が使用される持続時間は、他のシステム要件(更新レートおよび解像度など)が満たされるように選択され得る。
方法M100は、同じく、レーダービームが2つのモードで個別にステアリングされるように、ビームステアリングを含めるように実装され得る。物体測距モードの間に、レーダービームは、地面から離れて周囲のターゲットの方に向けられ得る。レーダーが自車速度モードで動作されるときはいつも、レーダービームは、そのメインローブが、自車の真正面の地面に当たるように向けられるようにステアリングされ得る。この領域は、大部分の環境のもとで動的な物体がなく、動的なターゲットによる不明瞭が回避され得ることが予期され得る。それゆえ、自車速度モードにおいて測定されたレーダー反射は、静的ターゲットから到来すること、および車両の自車速度について外れ値のない情報をもたらすことが予期され得る。
図1Bは、トランシーバXC10に通信可能に結合されたプロセッサP10を含む一般的構成によるレーダー測定のための装置A100(たとえば、レーダーセンサ)のブロック図を示す。プロセッサP10(たとえば、1つまたは複数のデジタルシグナルプロセッサを含み得る1つまたは複数のプロセッサ)は、第1の周波数特性を有する第1のビームをトランシーバXC10を介して送信することと、トランシーバXC10と移動物体との間の距離を第1のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいて計算することと、第1の周波数特性と異なる第2の周波数特性を有する第2のビームをトランシーバXC10を介して送信することであって、第2のビームは、第2のビームの軸が地表面と交差するように向けられる、ことと、トランシーバXC10の自車速度を第2のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいて計算することとを行うように構成される。たとえば、プロセッサP10は、プロセッサP10にそのようなアクションを実行させるコンピュータ実行可能命令を実行するように構成され得る。第1の周波数特性および第2の周波数特性は、たとえば、パルス帯域幅、パルス持続時間、パルス繰返し率、またはパルス形状であり得る。装置A100は、トランシーバXC10が、1つまたは複数のアンテナを含み、レーダーのためのフロントエンド処理を実行し、プロセッサP10が、レーダーのためのベースバンド処理を実行するように実装され得る。装置A100は、車両(たとえば、エンジン付き道路車両)の中に設置され得、より大きい車両自動化システムの一部であり得る。トランシーバXC10は、1つまたは複数の基板の上に実装され得、プロセッサP10は、トランシーバXC10の少なくとも一部として同じ基板の上に、および/または別の基板の上に実装され得る。たとえば、プロセッサP10は、トランシーバXC10と同じ基板の上に、および/または同じ筐体の中に、マイクロコントローラユニット(MCU)および/または他の論理回路を含み得る。装置A100は、専用のレーダーおよび/またはLIDARセンサとして実装され得るが、装置A100は、無線周波数(レーダー)および/またはLIDARセンシングのためにも使用され得る電気通信のための5G(たとえば、ニューラジオ(NR))および/またはミリメートル波(mm波)デバイスとしても実装され得る。プロセッサP10は、たとえば、5Gベースバンドプロセッサとして実装され得る。
車両レーダーセンサのトランシーバは、パルス(たとえば、「チャープ」)を放射し、外部の物体または「ターゲット」(たとえば、他の車両、歩行者、障害物)からのパルスの反射を受信する。トランシーバとターゲットとの間の相対運動は、パルスごとにトランシーバにおける帰還信号の位相におけるシフトを引き起こし得る。このシフト(「ドップラシフト」とも呼ばれる)は、ビーム軸の方向における相対運動の速度(速度の視線方向成分とも呼ばれる)に比例する。
ターゲットの相対運動が、トランシーバに対して近づきも離れもしない(たとえば、トランシーバの視野を直接横切る)場合、相対運動の速度は、視線方向成分をほとんどまたはまったく有しない。この理由のため、自車速度測定を支援するために、トランシーバXC10を、少なくとも大部分車両の運動の軸に沿って(たとえば、前向きまたは後ろ向きの方向に)路面からの反射を受信するように配置することが望ましい。図2Aは、トランシーバXC10が、車両V10(たとえば、乗用車)の前および/または後に設置され得る範囲の例を示し、いくつかの特定の候補ロケーションが黒円で示されている。特定の例では、トランシーバXC10は、車両の前方中央に設置される(たとえば、図2Aの二重円で示される)。
トランシーバXC10は、環境センシング(たとえば、物体測距)に適切な視野、ならびに自車速度測定に適切な視野を提供する任意の位置に設置され得る。たとえば、トランシーバが、(たとえば、図2Bに示すように)車両のバンパーの後ろに設置されることが望まれ得る。そのような場合には、バンパーは、ビームを透過させる材料(たとえば、樹脂または他のプラスチック)で作られてもよく、またはトランシーバは、そのような材料で覆われたバンパーの中の窓の後ろに搭載されてもよい。トランシーバを路面から30、40または50から50、60、75または100センチメートルの範囲内にある高さに搭載することが望まれ得る。
トランシーバXC10は、約77GHzにおいて送信するように実装され得る。たとえば、トランシーバXC10は、約76から81GHzの範囲にわたってビームを放射するように実装され得る。これらの周波数において、ビームの波長は約4ミリメートルである。追加または代替として、トランシーバXC10は、約24GHz(波長約12.5ミリメートル)の帯域などの他の帯域、または100GHz以上などのより高い周波数範囲における帯域において送信するように構成され得る。路面は、濡れと乾燥の両条件のもとで最小限必要な摩擦特性を提供するのに十分なテクスチャ深さを有しなければならないので、任意の路面は、これらのビーム周波数において自車速度を支援するのに十分な後方散乱を生じさせることが予期され得る。
車両レーダーセンサのトランシーバは、経時的に変動され得る仰角における広いビーム(「扇ビーム」とも呼ばれる)を送信するように構成され得る。図3Aは、水平線に対して約-45度から約+45度までに及ぶ異なる仰角の例を示す。そのようなビームは、たとえば、60、90または120度から120、150または180度までの範囲内の幅と、たとえば、5、10、20または25度から25、30、35または45度までの範囲内の高さとを有し得、幅および高さのいずれかまたは両方が、経時的に変動され得る。1つの仰角から別の仰角へのビームのステアリングが、アナログ回路で(たとえば、位相シフタのアレイを構成することによって)および/またはデジタルに実行され得る。トランシーバXC10が、2つ以上のビームを一度に送信するように構成されることも可能である。
図3Bは、トランシーバXC10が、物体測距のためのビームを第1の時刻に第1の方向に放射する動作の第1のモードの例と、トランシーバXC10が、自車速度推定のためのビームを第2の時刻に第2の方向に放射する動作の第2のモードとを示す。自車速度推定のためのビームの軸は、車両が設置されている地表面と交差する。この例では、物体測距のためのビームは、ゼロ度の仰角に向けられ、自車速度推定のためのビームは、マイナス45度の仰角に向けられる。他の例では、物体測距のためのビームは、(たとえば、車道の中の物体の検出のため、カーブ検出のため、などで)より低い仰角に、または(たとえば、橋もしくは他の覆いかぶさる物体の検出のため、別の車両の高さの推定のため、などで)より高い仰角に向けられる場合がある。
自車速度推定のためのビームが、マイナス3、4、5または10度からマイナス10、20、30、40、45または50度までの範囲内の仰角を有することが望まれ得る。たとえば、自車速度推定のためのビームは、自車が追従している車両を視界に入れないように十分に下方に向けられることが望まれ得る。マイナス5度の仰角と50センチメートルのトランシーバ高さとにおいて、ビーム中央は、トランシーバから約6メートルの距離において地面の上に入射する。自車速度推定のためのビームの仰角は、たとえば、トランシーバが向いている方向(たとえば、前方または後方)に沿った最も近い車両までの距離を示す情報に従って、経時的に変動され得る。そのような情報は、1つまたは複数の他の車両による通信から、および/または基盤構造物による通信から、車両の1つまたは複数の他のセンサによって、トランシーバの物体測距モードの間に取得され得る。
仰角がより負になるにつれて、路面におけるビームの入射角は増加する。入射角が増加するにつれて、後方散乱の量(すなわち、反射ビームの強度)が増加することが予期され得る。視線方向の速度成分は、入射角が増加するにつれて減少することが予期され得、自車速度と入射角の余弦との積として計算され得る。図４Ａ～４Ｃは、レーダービームの異なる入射角に対する自車速度の大きさと自車速度の視線方向成分との間の関係を示す図である。図4Aの例では、入射角は45度であり、自車速度の視線方向成分の大きさは自車速度の大きさより小さく、2の平方根の1/2倍である。図4Bの例は、視線方向成分の大きさが、入射角が増加するにつれて減少する(入射角が垂直に近づくにつれてゼロに近づく)ことを示し、図4Cの例は、視線方向成分の大きさが、入射角が減少するにつれて増加する(入射角がゼロに近づくにつれて自車速度の大きさに近づく)ことを示す。
車両レーダーセンサは、一般的に、広い方位角にわたって反射ビームを受信するように構成され、受信された信号を処理して、異なるそれぞれの幅および/または方向を有する複数の受信ビームを生成するように構成され得る。図5Aは、前方軸に対して約-45度から約+45度までに及ぶ種々の方位角の例を示す。
トランシーバXC10が、自車速度推定のために複数の受信ビームスポットからの(たとえば、路面の複数の異なる区画からの)情報を受信することが望まれ得る。たとえば、2つ以上の方向において自車速度ベクトルの成分を推定することが望まれ得る。図5Bは、反射ビームの測定値が、ゼロ方位角の方位におけるビームスポット(たとえば、真下にある路面の区画からの反射)に対する方位角と、正の方位角におけるビームスポット(たとえば、下部右方にある路面の区画からの反射)に対する方位角と、負の方位角におけるビームスポット(たとえば、下部左方にある路面の区画からの反射)に対する方位角との、3つの異なる方位角に対して取得される。左ビームおよび右ビームの絶対方位角が等しいことは、望まれ得るが必須ではない。方位角の絶対値が、たとえば、2、3、4または5度から5、10、15、20または25度までの範囲内にあることが望まれ得、この角度は、車両の最大ステアリング角度に基づき得る(たとえば、それによって制限され得る)。
装置A100は、プロセッサP10の実装形態P20と、トランシーバXC10の実装形態XC20とを含むように実装され得る。図6Aは、トランシーバXC20の送信機部XC20Aの例を含むブロック図を示し、図6Bは、トランシーバXC20の受信機部XC20Bの例を含むブロック図を示す。これらの特定の例では、トランシーバXC20は、周波数変調連続波(FMCW)トランシーバであり、それは、送信機部と受信機部との両方にパルス信号を提供するチャープ発生器CG10を含む。送信機部XC20Aおよび受信機部XC20Bは、同じ基板の上に実装されても、異なる基板の上に実装されてもよい。他の例では、トランシーバXC10は、パルスドップラセンサの一部として実装されても、位相変調連続波(PMCW)センサの一部として実装されてもよい。
チャープ発生器CG10は、以下でより詳細に説明するように、周波数を変動させる一連のチャープとしてパルスを生成する。トランシーバXC20は、n個の送信アンテナ素子TA1、TA2、...、TAnと、生成された波形を成形し、所望の方向(たとえば、仰角)にビームを生じさせるように送信アレイを駆動するn個の送信チェーンのセットとを有する送信アレイも含む。図6Aの例では、n個の送信チェーンの各々は、プロセッサP20から対応する位相シフト値を受信し、それを生成された波形に適用する位相シフタPS10-1、PS10-2、...、PS10-nのうちのそれぞれの1つを含む。プロセッサP20は、(たとえば、センサが、環境センシングモードにあるか、または自車速度推定モードにあるかに応じて)現在所望されているビーム方向、および隣接する送信アンテナ素子TA1、TA2、...、TAnの間の距離などのパラメータ値に基づいて、それぞれの位相シフト値を計算する。n個の送信チェーンの各々は、位相シフト波形を有する送信アンテナ素子TA1、TA2、...、TAnのうちの対応する1つを駆動する電力増幅器PA1、PA2、...、PAnのうちのそれぞれの1つも含む。各送信チェーンは、1つまたは複数のフィルタ、平衡不平衡変成器など、1つまたは複数の他の要素も含み得ることが理解される。送信アンテナ素子TA1、TA2、...、TAnは、線形(1次元)アレイとして、2次元平面アレイとして、または別の構成で配置され得る。アンテナ素子によって生じた波は、(それぞれの位相シフトに従って)建設的におよび破壊的に干渉して、現在所望する方向にビームを生じさせる。
トランシーバXC20は、反射パルス(チャープ)を受信するm個の受信アンテナ素子RA1、RA2、...、RAmを有する受信アレイと、m個の受信チェーンのセットとをも含む(mは、nより大きくても、小さくても、nに等しくてもよい)。受信アンテナ素子RA1、RA2、...、RAmは、線形(1次元)アレイとして、2次元平面アレイとして、または別の構成で配置され得る。この例では、n個の送信チェーンの各々は、対応する受信信号を増幅する低雑音増幅器LNA1、LNA2、...、LNAmのうちのそれぞれの1つと、増幅された信号をチャープ発生器CG10によって生成された波形と混合する混合器MX1、MX2、...、MXmのうちのそれぞれの1つと、対応する混合された信号の高周波数画像をブロックして対応する中間周波数(IF)信号を通す低域透過フィルタLPF10、LPF20、...、LPFmのうちのそれぞれの1つと、IF増幅器IFA1、IFA2、...、IFAmのうちのそれぞれの1つとを含む。各受信チェーンは、1つまたは複数のフィルタ、平衡不平衡変成器など、1つまたは複数の他の要素も含み得ることが理解される。アナログデジタル変換器ADC10-1、10-2、...、10-mのうちのそれぞれの1つは、増幅されたIF信号を対応する受信チェーンからプロセッサP20に提供されるデジタルIF信号に変換する。別の例では、トランシーバXC20は、デジタルIF信号をプロセッサP20に提供する前に、デジタルIF信号に追加の処理(たとえば、高速フーリエ変換すなわちFFT)を実行する。
図6Bの例では、プロセッサP20は、所望の方向(たとえば、図5Bに関して上記で説明した所望のビームスポットの方向)において1つまたは複数の受信ビームを生じさせるために、デジタルIF信号にビーム形成動作を実行するように構成され得る。たとえば、プロセッサP20は、その方向にステアリングされるビーム(たとえば、図5Bに示す左ビーム、中央ビーム、および右ビーム)を表す対応するコンポジット信号を、1つまたは複数の異なる到来方向(DOA)の各々に対して取得するために、m個のデジタルIF信号を処理し得る。各所望のビームに対して、送信側のビーム方向制御と同様に、そのようなビーム形成は、一般的に、異なる対応する位相シフト値を各デジタルIF信号に適用することを含む。
一例では、デジタル信号プロセッサP20は、所望のビーム方向、隣接する受信アンテナ素子RA1、RA2、...、Ramの間の距離などのパラメータ値に基づいてそれぞれの位相シフト値を計算し、位相シフトされたIF信号は、それらが、(それぞれの位相シフトに従って)建設的におよび破壊的に干渉して、所望の方向にビームを生じさせるように合計される。他の例では、異なるビーム形成アルゴリズムが、デジタルIF信号から1つまたは複数のビーム信号を生じさせるために適用され得る。別の例では、トランシーバXC20の受信機部は、混合段階の上流のRFドメインの中でビームステアリングを実行する(たとえば、位相シフタのアレイを使用し、所望の方向における受信ビームを取得するために位相シフトされた信号を合計する)ように構成され得る。ビームを水平方向にステアリングする能力を欠くトランシーバXC20の実装形態に対して、自車速度推定のためのワンスポット測定のためにビームを下方に向けることが望まれ得る。
チャープ発生器CG10は、一連の線形周波数変調(LFM)チャープとしてパルスを生じさせるように構成され得る。図7Aは、一連のLFMチャープの一例を示し、各チャープは鋸歯形状を有し、始動周波数fc、帯域幅Bcおよび持続時間Tcによって特徴づけられる。鋸歯形状の一連のLFMチャープに対して、IF帯域幅BIFは、最大周波数シフトに等しく、それは、下式に従って最大距離Rmax、チャープ帯域幅Bcおよびチャープ持続時間Tcから計算され得、ここでcは光の速度である。
チャープ帯域幅が5GHzである自車速度の例に対して、チャープ持続時間は50マイクロ秒であり、トランシーバから道路ビームスポットまでの距離は70センチメートルであり、IF帯域幅は約0.5(1/2)MHzである。チャープ帯域幅が5GHzである物体測距の例に対して、チャープ持続時間は50マイクロ秒であり、最大の所望の距離は100メートルであり、IF帯域幅は約33MHzである。最大パルス繰返し周波数(PRF)は、チャープ持続時間の逆数に等しく、PRFは、一連の連続するチャープがある区間だけ分離される場合、この最大値より低くなる。
チャープ帯域幅は、たとえば、1～10GHz(たとえば、1、2、2.5、3、4、4.5または5GHz)の範囲内の値を有し得る。チャープ持続時間は、たとえば、1、2、4または5マイクロ秒から50または100マイクロ秒(たとえば、10、20または30マイクロ秒)までの範囲内の値を有し得る。チャープ帯域幅が、物体測距モードに対して自車速度モードに対するより高くなるように、装置A100を構成することが望まれ得る。追加または代替として、チャープ持続時間が、物体測距モードに対して自車速度モードに対するより長くなるように、装置A100を構成することが望まれ得る。
図7Bは、変調の上昇時間と下降時間とが等しい三角形の形状の一連のLFMチャープの例を示し、図7Cは、変調の上昇時間と下降時間とが等しくない三角形の形状の一連のLFMチャープの例を示す。一連の各チャープのセグメントのうちの1つまたは複数(たとえば、上昇セグメントおよび/または下降セグメント)が非線形および/または階段状であるように、図7A、図7Bおよび図7Cに示すチャープ波形のいずれかを修正することも可能である。1つのそのような例では、一連の正弦波周波数変調チャープが使用される。チャープの異なる形状が、自車速度モードでなく物体測距モードに対して使用されるように、装置A100を構成することが望まれ得る。
図8Aは、距離情報を取得するために、IFにおいて受信されたビーム信号を処理する例を示す。信号の中の各帰還チャープに対して、プロセッサP10またはトランシーバXC10は、反射チャープによって検出された任意の物体の距離を示す対応する高速フーリエ変換(FFT)ベクトルを取得するために、FFT演算(「距離FFT」とも呼ばれる)を実行するように構成され得る。具体的には、距離FFTベクトルの各成分は、距離次元(range dimension)における異なる値を表す。
図8Bは、速度情報を取得するために一連の距離FFTベクトルを処理する例を示す。プロセッサP10またはトランシーバXC10は、検出された物体の視線方向速度を示す2次元アレイ(「ヒートマップ」とも呼ばれる)を取得するために、一連の距離FFTベクトルにわたって第2のFFT演算(「ドップラFFT」とも呼ばれる)を実行するように構成され得る。具体的には、距離FFTベクトルの中の各距離成分に対して、ドップラFFTは、距離成分に対する対応する速度ベクトルを取得するために、シリーズにわたってFFT演算を実行し、ここで速度ベクトルの各成分は、速度次元(velocity dimension)における異なる値を表す。
ヒートマップの中の速度情報は、一般的に、距離FFTベクトルの間の位相差で示されるので、送信ビームの位相は、対応する一連の距離FFTベクトルにわたってコヒーレントのままであることが望まれ得る。実際に、一連の距離FFTベクトルは、連続する一連の帰還チャープからのものであることが望まれ得る。
自車速度測定を支援するために、路面の同じ区画から帰還ビームの複数のサンプルを取得することが望まれ得る。路面の区画をサンプリングするために利用可能な時間は、区画のサイズと自車速度とに依存し、区画のサイズは、入射角とビームの幅とに依存する。図9は、トランシーバXC10が、路面の上50センチメートルに設置され、ビームの入射角が45度であり、受信ビームが20度の幅を有する例を示す。この例では、路面におけるビームスポットの幅は、36センチメートルである。毎時70マイル(毎秒約31メートル)の高速道路の速度において、車両V10は、この距離を約12ミリ秒で走行する。この期間にわたって25kHz(40マイクロ秒を超えないチャープ持続時間に対応する)のPRFにおいて動作するレーダートランシーバは、約300のチャープを放射する。
自車速度の視線方向速度成分が以下の値を超えるとき、ドップラ周波数エイリアシングが、自車速度測定の間に発生する場合がある。
上式で、PRFはパルス繰返し周波数であり、cは光の速度であり、fはビーム周波数である。PRFが25kHzであり、ビーム周波数が77GHzである例に対して、この値は毎秒約50メートル(毎時約110マイル)である。45度のビーム入射に対して、この値は、毎秒約70メートル(毎時約160マイル)の明確な自車速度の範囲に対応する。ドップラ周波数エイリアシングが、自車速度推定に対する懸念であり得る場合、1つまたは複数の他のセンサ(たとえば、速度計)からの速度推定が、エイリアス除去のために使用され得る。
上記で説明したように、プロセッサP10は、トランシーバXC10に、毎秒数回(たとえば、10、20または50回など、2、3、4または5回から100回まで)物体追跡モードと自車速度モードとの間を切り替えさせるように構成され得る。これらの2つのモードが交互に入れ替わる周波数、およびそれらの各々が使用される持続時間は、他のシステム要件(更新レートおよび解像度など)が満たされるように選択され得る。これらの2つのモードが交互に入れ替わる周波数は、同じく、極めて動的な手法を提供するために、経時的に変動され得る。たとえば、2つのモードの間のデューティサイクルは、特定の時間において望ましいのは、増加された環境追跡であるか、または増加された自車速度推定であるかに従って変動され得る。
環境追跡モードと自車速度センシングモードとの協調が、同じく、装置A100の例をそれぞれ装備され、互いに通信することができる車両の間で実行され得る。たとえば、2つのモードの間のデューティサイクルは、協調編成(たとえば、隊列走行)で走行している異なる車両とは異なってもよく、いくつかの車両(たとえば、先導車)は、(上および/または前を見ながら)環境センシングを実行するためにより多くの時間割り当て(time share)を使用する一方で、他の車両(たとえば、追従車)は、(下を見ながら)速度センシングを実行するためにより多くの時間割り当てを使用する。相互干渉を低減するために時間および/または周波数にわたる車両間の協調も可能であり、たとえば、自車速度測定のために下に向けられたビームは、干渉を引き起こす可能性は低い。
自車速度測定(たとえば、推定)に加えて、道路の区画からの受信ビームの反射からの情報が、同じく、道路条件(たとえば、道路雑音(road noise)推定および/または負の障害物(たとえば、くぼみ)、一時的な高さの変動(たとえば、こぶ)、でこぼこの舗装道路、および/または1つまたは複数の環境条件(たとえば、ぬれた道路、薄氷)の検出など)、および/またはシグネチャ(たとえば、路面粗さの特性評価)を感知するために使用され得る。装置A100は、1つまたは複数のそのような道路条件および/またはシグネチャを決定するために、たとえば、深層学習(たとえば、訓練済みニューラルネットワーク)および/または古典的アルゴリズムを使用して1つまたは複数の受信された反射を処理するように構成され得る。追加または代替として、そのような情報は、たとえば、再帰反射器または他の車線区分線を、(たとえば、深層学習(たとえば、訓練済みニューラルネットワーク)および/または古典的アルゴリズムを使用して)検出することによって車両位置推定を支援するために使用され得る。
装置A100はレーダーセンサとして説明されるが、本明細書で開示する原理は、同じく、(たとえば、メタマテリアルおよび/またはMEMSベースミラーを使用する)ビームステアリングおよびドップラ測定を支援するLIDARセンサとして装置A100の実装形態に拡張され得る。
装置A100は、車両自動化を支援し得る1つまたは複数の他のセンサを含む車両の中に設置され得る。図8は、車両V10のそのような実装形態V20の斜視図である。車両V20は、バックミラーに搭載されたカメラ806、フロントフェンダーに搭載されたカメラ(図示せず)、サイドミラーに搭載されたカメラ(図示せず)、および後方カメラ(図示されていないが、典型的には、トランク、ハッチ、またはリアバンパー上にある)などの1つまたは複数のカメラを含み得る。車両V20はまた、物体を検出し、それらの物体までの距離を測定するためのLIDAR804を有することもあり、LIDAR804は、屋根に搭載されることが多いが、複数のLIDARユニット804がある場合、LIDARユニット804は、車両の前、後ろ、および横の周りに向けられ得る。車両V20は、GNSS受信機(典型的には、図示のように、屋根の後部におけるシャークフィンユニットに位置する)、様々なワイヤレス通信インターフェース(WAN、WLAN、V2Xなどであるが、典型的には必ずしもシャークフィンに位置するとは限らない)802、およびSONAR810(存在する場合、典型的には、車両の両側に位置する)など、他の様々なロケーション関連システムを有し得る。様々なホイールセンサ812およびドライブトレインセンサも存在することがあり、タイヤ空気圧センサ、加速度計、ジャイロ、ならびにホイール回転検出および/またはカウンタなどである。一実施形態では、LIDAR、レーダー、カメラ、GNSS、およびSONARなどの様々なセンサを介して決定された距離測定値および相対ロケーションが、自動車のサイズおよび形状情報、ならびにセンサのロケーションに関する情報と組み合わせられて、異なる車両の表面の間の距離および相対ロケーションが決定され得るので、センサから別の車両まで、または2つの異なるセンサ(2つのGNSS受信機など)の間の距離またはベクトルが、各車両上のセンサの位置を考慮するために、徐々に増大されるようになる。したがって、たとえば、GNSS受信機に対する様々な自動車表面の相対ロケーションに基づいて、2つのGNSS受信機の間の正確なGNSS距離およびベクトルを修正することが望ましい。このリストは、限定であるものではなく、図10は、装置A100の例を含む車両の一実施形態において、様々なセンサの例示的なロケーションを提供するものであることが了解される。
図11は、装置A100の1つまたは複数の電子構成要素(たとえば、トランシーバXC10、プロセッサP10)とともに利用され得るか、またはそれらを組み込み得る例示的なコンピュータシステム1100を示す。特定の実施形態では、コンピュータシステム1100は、車両(たとえば、車両V10またはV20)の中に配備される。図11は様々な構成要素の一般化された例示を提供することが意図されているにすぎず、それらの構成要素のうちのいずれかまたはすべては適宜に利用され得ることに留意されたい。したがって、図11は、個々のシステム要素が、相対的に分離されるかまたは相対的により統合された方式で、どのように実装され得るかを広範に示す。
図11に示すように、コンピュータシステム1100は、バス1105(または、必要に応じて他のワイヤードおよび/またはワイヤレス通信基盤)を介して通信可能に結合され得るハードウェア要素を含み得る。ハードウェア要素は、1つまたは複数の処理ユニット1110を含んでもよく、処理ユニット1110は、限定はしないが、1つまたは複数の汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)などの1つまたは複数の専用プロセッサ、グラフィックスアクセラレーションプロセッサ、特定用途向け集積回路(ASIC)などを含むことができる。処理ユニット1110は、たとえば、レーダー信号を送受信することと、DFTを適用することと、別のレーダー源からの干渉を検出することと、受信されたレーダー信号に基づいて物体の距離および速度を計算することとを含むレーダー処理を実行し得る。プロセッサP10は、全体的にまたは部分的に処理ユニット1110の中に実装され得る。たとえば、プロセッサP10は、少なくとも部分的にアプリケーションプロセッサ、インフォテインメントプロセッサ、および/または高度な運転支援システム(ADAS)プロセッサとして実装され得る。
コンピュータシステム1100は、限定はしないが、タッチスクリーン、キーボード、タッチパッド、カメラ、マイクロフォンなどを含むことができる1つまたは複数の入力デバイス1115、および限定はしないが、ディスプレイデバイス、スピーカーなどを含むことができる1つまたは複数の出力デバイス(図示せず)を含み得る。
コンピュータシステム1100は、ワイヤレス通信インターフェース1130をさらに含んでよく、ワイヤレス通信インターフェース1130は、限定はしないが、ネットワークカード、赤外線通信デバイス、ワイヤレス通信デバイス、および/またはチップセット(ブルートゥース(登録商標)デバイス、IEEE802.11デバイス、またはセルラー通信設備など)などを含んでよく、それらは、コンピュータシステム1100が外部のコンピュータシステムまたは電子デバイスと通信することを可能にし得る。通信は、ワイヤレス信号を送るかつ/または受信する1つまたは複数のワイヤレス通信アンテナ(図示せず)を介して実行され得る。
入力デバイス1115は、1つまたは複数のセンサをさらに含み得る。そのようなセンサは、限定はしないが、レーダーセンサ(たとえば、トランシーバXC10を含む装置A100)、慣性センサ(たとえば、加速度計および/またはジャイロスコープ)、カメラ、磁力計、高度計、マイクロフォン、超音波センサ、光センサなどのうちの1つまたは複数の例を含んでよく、それらの一部は、本明細書で説明するレーダー関連の処理を補足および/または促進するために使用され得る。
コンピュータシステム1100は、アンテナを使用して1つまたは複数のGNSS衛星から信号を受信するように動作可能なGNSS受信機802をさらに含み得る。信号は、(たとえば、チャープシーケンスを調整するために共有時間基準を導出するために)本明細書で説明する技法を補足するため、および/または組み込むために利用され得る。特定の実施形態では、GNSS信号は、たとえば、車両ナビゲーションに使用するために、コンピュータシステム1100の地理的ロケーションを決定するために使用され得る。
コンピュータシステム1100はさらに、メモリ1135を含んでよく、かつ/またはメモリ1135と通信していてよい。メモリ1135は、限定はしないが、ローカルストレージおよび/またはネットワークアクセス可能ストレージ、ディスクドライブ、ドライブアレイ、光ストレージデバイス、プログラム可能、フラッシュ更新可能などであり得るランダムアクセスメモリ(「RAM」)および/または読取り専用メモリ(「ROM」)などのソリッドステートストレージデバイスなどを含むことができる。そのような記憶デバイスは、限定はしないが、様々なファイルシステム、データベース構造などを含む任意の適切なデータストアを実装するように構成されてもよい。特定の実施形態では、メモリ1135は、送信波形に対するパラメータを含むコードブックを記憶することができる。
メモリ1135は、コンピュータシステム1100の1つまたは複数のプロセッサ(たとえば、処理ユニット1110)によって実行可能な命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。そのような命令は、プログラムコード、たとえば、オペレーティングシステム1140、デバイスドライバ、実行可能ライブラリまたは他のアプリケーションプログラム1145として記憶され得る。メモリ1135に記憶された命令は、プロセッサに、本明細書で説明するレーダー関連の処理を実行させるように構成され得る。単に例として、上記で説明した図1Aの方法M100に関して説明される1つまたは複数の手順は、処理ユニット1110によって実行可能なコードおよび/または命令として実装され得る。一態様では、次いで、そのようなコードおよび/または命令は、本明細書で説明する技法に従って1つまたは複数の動作を実行するように汎用コンピュータまたは他のコンピューティングデバイス(たとえば、プロセッサP10またはP20)を構成するかつ/または適応させるために使用され得る。
特定の要件に従って実質的な変形が行われてもよいことが当業者には明らかであろう。たとえば、カスタマイズされたハードウェアも使用され得、かつ/または、特定の要素がハードウェア、ソフトウェア(アプレットなどのポータブルソフトウェアを含む)、もしくはその両方において実装され得る。さらに、ネットワーク入力/出力デバイスなどの他のコンピューティングデバイスへの接続が採用されてもよい。
その文脈によって明確に限定されない限り、「信号」という用語は、本明細書では、ワイヤ、バス、または他の伝送媒体上に示されるようなメモリロケーション(または、メモリロケーションのセット)の状態を含む、その通常の意味のうちのいずれかを示すために使用される。その文脈によって明確に限定されない限り、「生成する(generating)」という用語は、本明細書では、計算する(computing)、または場合によっては、作り出す(producing)などの、その通常の意味のうちのいずれかを示すために使用される。その文脈によって明確に限定されない限り、「計算する(calculating)」という用語は、本明細書では、複数の値から計算する(computing)、評価する(evaluating)、推定する(estimating)、および/または選択する(selecting)などの、その通常の意味のうちのいずれかを示すために使用される。その文脈によって明確に限定されない限り、「取得する(obtaining)」という用語は、計算する(calculating)、導出する(deriving)、(たとえば、外部デバイスから)受信する(receiving)、および/または(たとえば、記憶要素のアレイから)検索する(retrieving)などの、その通常の意味のうちのいずれかを示すために使用される。その文脈によって明確に限定されない限り、「選択する(selecting)」という用語は、2つ以上のセットのうちの少なくとも1つ、およびすべてよりも少ないセットを識別する(identifying)、示す(indicating)、適用する(applying)、および/または使用する(using)などの、その通常の意味のうちのいずれかを示すために使用される。その文脈によって明確に限定されない限り、「決定する(determining)」という用語は、決定する(deciding)、確立する(establishing)、断定する(concluding)、計算する(calculating)、選択する(selecting)、および/または評価する(evaluating)などの、その通常の意味のうちのいずれかを示すために使用される。「備える(comprising)」という用語は、本明細書および特許請求の範囲において使用され、他の要素または動作を除外しない。(「AはBに基づく」の場合のような)「に基づいて」という用語は、(i)「から導出される」(たとえば、「BはAの先駆けである」)、(ii)「少なくとも～に基づいて」(たとえば、「Aは少なくともBに基づく」)、および特定の文脈において適切である場合、(iii)「～に等しい」(たとえば、「AはBに等しい」)の場合を含む、その通常の意味のうちのいずれかを示すために使用される。同様に、「に応答して」という用語は、「少なくとも～に応答して」を含む、その通常の意味のうちのいずれかを示すために使用される。特段に示されていない限り、「A、BおよびCのうちの少なくとも1つ」、「A、BおよびCのうちの1つまたは複数」、「A、BおよびCの間の少なくとも1つ」、および「A、BおよびCの間の1つまたは複数」という用語は、「Aおよび/またはBおよび/またはC」を示す。特段に示されていない限り、「A、BおよびCの各々」、「A、BおよびCの間の各々」という用語は、「AおよびBおよびC」を示す。
別段に示されていない限り、特定の特徴を有する装置の動作のいかなる開示もまた、類似する特徴を有する方法を開示することが明確に意図され(その逆も同様)、特定の構成による装置の動作のいかなる開示もまた、類似する構成による方法を開示することが明確に意図される(その逆も同様)。「構成」という用語は、その特定の文脈によって示されるように、方法、装置、および/またはシステムを参照して使用され得る。「方法」、「プロセス」、「手順」、および「技法」という用語は、特定の文脈によって別段に示されていない限り、総称的にかつ互換的に使用される。複数のサブタスクを有する「タスク」も、方法である。「装置」および「デバイス」という用語も、特定の文脈によって別段に示されていない限り、総称的にかつ互換的に使用される。「要素」および「モジュール」という用語は、一般的に、より大きい構成の一部分を示すために使用される。その文脈によって明確に限定されない限り、「システム」という用語は、本明細書では、「共通の目的を果たすために相互作用する要素のグループ」を含む、その通常の意味のうちのいずれかを示すために使用される。
定冠詞によって最初に導入されない限り、クレーム要素を修正するために使用される順序を示す用語(たとえば、「第1の」、「第2の」、「第3の」など)は、それ自体、クレーム要素の、別のものに対する優先順位または順序を示しておらず、クレーム要素を、(順序を示す用語の使用を別にすれば)同じ名前を有する別のクレーム要素から区別しているだけである。その文脈によって明確に限定されない限り、「複数の」および「一組の(set)」という用語の各々は、本明細書では、1より大きい整数の量を示すために使用される。
本明細書で開示する装置またはシステムの実装形態の様々な要素は、意図されるアプリケーションに適切であると見なされる、ハードウェアとソフトウェアおよび/またはファームウェアとの任意の組合せにおいて具現化され得る。たとえば、そのような要素は、たとえば、同じチップの上、またはチップセットの中の2つ以上のチップの間に存在する電子デバイスおよび/または光学デバイスとして製造され得る。そのようなデバイスの一例は、トランジスタまたは論理ゲートなどの論理要素の固定アレイまたはプログラマブルアレイであり、これらの要素のうちのいずれかは、1つまたは複数のそのようなアレイとして実装され得る。これらの要素のうちの2つ以上、またはすべてが、同じ1つまたは複数のアレイの中に実装され得る。そのような1つまたは複数のアレイは、1つまたは複数のチップの中に(たとえば、2つ以上のチップを含むチップセットの中に)実装され得る。
本明細書で開示する処理のためのプロセッサまたは他の手段が、たとえば、同じチップの上、またはチップセットの中の2つ以上のチップの間に存在する1つまたは複数の電子デバイスおよび/または光学デバイスとして製造され得る。そのようなデバイスの一例は、トランジスタまたは論理ゲートなどの論理要素の固定アレイまたはプログラマブルアレイであり、これらの要素のうちのいずれかは、1つまたは複数のそのようなアレイとして実装され得る。そのような1つまたは複数のアレイは、1つまたは複数のチップの中に(たとえば、2つ以上のチップを含むチップセットの中に)実装され得る。そのようなアレイの例は、マイクロプロセッサ、埋め込みプロセッサ、IPコア、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)、ASSP(特定用途向け標準製品)、およびASIC(特定用途向け集積回路)などの論理要素の固定アレイまたはプログラマブルアレイを含む。本明細書で開示する処理のためのプロセッサまたは他の手段が、同じく、1つまたは複数のコンピュータ(たとえば、命令の1つまたは複数のセットもしくはシーケンスを実行するようにプログラムされた1つまたは複数のアレイを含む機械)または他のプロセッサとして埋め込まれ得る。本明細書で説明するプロセッサが、タスクを実行するために、または、プロセッサが埋め込まれているデバイスまたはシステムの別の動作に関連するタスクなど、方法M100(または、本明細書で説明する装置またはシステムの動作を参照して開示する別の方法)の実装形態の手順に直接関連しない命令の他のセットを実行するために、使用されることが可能である。本明細書で開示する方法の一部が、1つまたは複数の他のプロセッサの制御のもとで実行されることも可能である。
本明細書で開示する方法のタスクの各々は、直接ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、またはそれら2つの組合せにおいて具現化される場合がある。本明細書で開示する方法の実装形態の典型的なアプリケーションでは、論理要素(たとえば、論理ゲート)のアレイが、方法の様々なタスクのうちの1つ、2つ以上、またはすべてを実行するように構成される。タスクのうちの1つ以上(おそらくすべて)が、同じく、コード(たとえば、命令の1つまたは複数のセット)として実装され、論理要素(たとえば、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または他の有限状態機械)のアレイを含む機械(たとえば、コンピュータ)によって可読および/または実行可能である、コンピュータプログラム製品(たとえば、ディスク、フラッシュもしくは他の不揮発性メモリカード、半導体メモリチップなどの1つまたは複数のデータ記憶媒体)の中に埋め込まれ得る。本明細書で開示する方法の実装形態のタスクは、同じく、2つ以上のそのようなアレイまたは機械によって実行され得る。
1つまたは複数の例示的な実施形態では、本明細書で説明する動作は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実装され得る。ソフトウェアによって実装される場合、そのような動作は、1つまたは複数の命令またはコードとして、コンピュータ可読媒体の上に記憶され得るか、またはその媒体の上で送信され得る。「コンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータ可読記憶媒体と通信(たとえば、送信)媒体の両方を含む。限定ではなく例として、コンピュータ可読記憶媒体は、(限定はしないが、動的もしくは静的RAM、ROM、EEPROM、および/またはフラッシュRAMを含み得る)半導体メモリ、または強誘電体、磁気抵抗、オボニック、ポリマー、または相変化メモリ、CD-ROMもしくは他の光ディスクストレージ、および/または磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイスなどの記憶要素のアレイを含むことができる。そのような記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る命令またはデータ構造の形の情報を記憶し得る。通信媒体は、命令またはデータ構造の形の所望のプログラムコードを搬送するために使用され得、1つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を促進する任意の媒体を含むコンピュータによってアクセスされ得る任意の媒体を含むことができる。また、任意の接続が、適切にコンピュータ可読媒体と呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL)、または赤外線、無線、および/またはマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、DSL、または赤外線、無線、および/またはマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用されるディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザーディスク(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピーディスク(disk)およびBlu-rayディスク(disc)(登録商標)(Blu-rayディスクアソシエーション、カリフォルニア州ユニバーサルシティ)を含み、ディスク(disk)は通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、レーザーを用いてデータを光学的に再生する。上記のものの組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
一例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、少なくとも1つのプロセッサによって実行されるとき、少なくとも1つのプロセッサに本明細書で説明するレーダー測定の方法を実行させるコードを含む。
上の説明は、開示された実装形態を当業者が作成または使用できるようにするために提供される。これらの実装形態に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義された原理は、本開示の範囲から逸脱することなく、他の実装形態に適用されることがある。したがって、本開示は、本明細書に示された実装形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される原理および新規の特徴と一致する、考えられる最も広い範囲を与えられるべきである。
この説明に鑑みて、実施形態は特徴の異なる組合せを含んでよい。以下の番号付き条項において実装例が説明される。
条項1。 レーダー測定のための装置であって、装置は、トランシーバと、トランシーバに通信可能に結合されたプロセッサとを含み、プロセッサは、第1の周波数特性を有する第1のビームをトランシーバを介して送信することと、第1のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいて装置と物体との間の距離を決定することと、第1の周波数特性と異なる第2の周波数特性を有する第2のビームをトランシーバを介して送信することであって、第2のビームは、第2のビームの軸が地表面と交差するように向けられる、ことと、第2のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいて装置の自車速度を決定することとを行うように構成される、装置。
条項2。 第2のビームの少なくとも1つの反射は、路面からの後方散乱に基づく、条項1による装置。
条項3。 第2のビームを送信することは、トランシーバに、第2のビームの軸がトランシーバから10メートルを超えない距離において地表面と交差するように第2のビームを向けさせることを含む、条項1または2による装置。
条項4。 プロセッサは、毎秒複数回、第1のビームを送信することと第2のビームを送信することとの間でトランシーバの動作を切り替えさせるように構成される、条項1から3のいずれかによる装置。
条項5。 第1のビームは、第1の一連の周波数変調パルスを含み、第2のビームは、第2の一連の周波数変調パルスを含み、第1の周波数特性は、第1の一連のパルスの特性であり、第2の周波数特性は、第2の一連のパルスの特性である、条項1から4のいずれかによる装置。
条項6。 第1の周波数特性は、第1の一連のパルスの中の1つのパルスの帯域幅であり、第2の周波数特性は、第2の一連のパルスの中の1つのパルスの帯域幅であり、第1の周波数特性は、第2の周波数特性より高い、条項5による装置。
条項7。 第1の周波数特性は、第1の一連のパルスの中の1つのパルスの持続時間であり、第2の周波数特性は、第2の一連のパルスの中の1つのパルスの持続時間であり、第1の周波数特性は、第2の周波数特性より長い、条項5による装置。
条項8。 第1の周波数特性は、第1のビームのパルス繰返し率であり、第2の周波数特性は、第2のビームのパルス繰返し率であり、第1の周波数特性は、第2の周波数特性より低い、条項1から7のいずれかによる装置。
条項9。 第1のビームを送信することは、トランシーバに、第1のビームの軸の方向が水平方向より低くないように第1のビームを向けさせることを含む、条項1から8のいずれかによる装置。
条項10。 第2のビームの少なくとも1つの反射からの情報は、路面の複数の異なる区画の各々からの情報を含む、条項1から9のいずれかによる装置。
条項11。 レーダー測定の方法であって、第1の周波数特性を有する第1のビームをトランシーバを介して送信するステップと、第1のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいてトランシーバと移動物体との間の距離を計算するステップと、第1の周波数特性と異なる第2の周波数特性を有する第2のビームをトランシーバを介して送信するステップであって、第2のビームは、第2のビームの軸が地表面と交差するように向けられる、ステップと、第2のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいてトランシーバの自車速度を計算するステップとを含む、方法。
条項12。 第2のビームの少なくとも1つの反射は、路面からの後方散乱に基づく、条項11による方法。
条項13。 第2のビームを送信するステップは、トランシーバに、第2のビームの軸がトランシーバから10メートルを超えない距離において地表面と交差するように第2のビームを向けさせるステップを含む、条項11または12による方法。
条項14。 毎秒複数回、第1のビームを送信することと第2のビームを送信することとの間でトランシーバの動作を切り替えるステップを含む、条項11から13のいずれかによる方法。
条項15。 第1のビームは、第1の一連の周波数変調パルスを含み、第2のビームは、第2の一連の周波数変調パルスを含み、第1の周波数特性は、第1の一連のパルスの特性であり、第2の周波数特性は、第2の一連のパルスの特性である、条項11から14のいずれかによる方法。
条項16。 第1の周波数特性は、第1の一連のパルスの中の1つのパルスの帯域幅であり、第2の周波数特性は、第2の一連のパルスの中の1つのパルスの帯域幅であり、第1の周波数特性は、第2の周波数特性より高い、条項15による方法。
条項17。 第1の周波数特性は、第1の一連のパルスの中の1つのパルスの持続時間であり、第2の周波数特性は、第2の一連のパルスの中の1つのパルスの持続時間であり、第1の周波数特性は、第2の周波数特性より長い、条項15による方法。
条項18。 第1の周波数特性は、第1のビームのパルス繰返し率であり、第2の周波数特性は、第2のビームのパルス繰返し率であり、第1の周波数特性は、第2の周波数特性より低い、条項11から17のいずれかによる方法。
条項19。 第1のビームを送信するステップは、トランシーバに、第1のビームの軸の方向が水平方向より低くないように第1のビームを向けさせるステップを含む、条項11から18のいずれかによる方法。
条項20。 第2のビームの少なくとも1つの反射からの情報は、路面の複数の異なる区画の各々からの情報を含む、条項11から19のいずれかによる方法。
条項21。 コードを含む非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、コードは、少なくとも1つのプロセッサによって実行されるとき、少なくとも1つのプロセッサにレーダー測定の方法を実行させ、方法は、第1の周波数特性を有する第1のビームをトランシーバを介して送信するステップと、第1のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいてトランシーバと移動物体との間の距離を計算するステップと、第1の周波数特性と異なる第2の周波数特性を有する第2のビームをトランシーバを介して送信するステップであって、第2のビームは、第2のビームの軸が地表面と交差するように向けられる、ステップと、第2のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいてトランシーバの自車速度を計算するステップとを含む、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
条項22。 第2のビームを送信することは、トランシーバが向いている方向に沿って最も近い車両までの距離を示す情報に従って、第2のビームの仰角を経時的に変動させることを含む、条項1による装置。
条項23。 第2のビームを送信するステップは、トランシーバが向いている方向に沿って最も近い車両までの距離を示す情報に従って、第2のビームの仰角を経時的に変動させるステップを含む、条項11による方法。
802 ワイヤレス通信インターフェース
804 LIDAR
806 カメラ
810 SONAR
812 ホイールセンサ
1100 コンピュータシステム
1105 バス
1110 処理ユニット
1115 入力デバイス
1125 記憶デバイス
1127 出力デバイス
1130 通信サブシステム、ワイヤレス通信インターフェース
1133 ワイヤレス通信インターフェース
1135 メモリ
1140 オペレーティングシステム
1145 アプリケーションプログラム

Claims (23)

  1. レーダー測定のための装置であって、
    トランシーバと、
    前記トランシーバに通信可能に結合されたプロセッサとを含み、前記プロセッサは、
    第1の周波数特性を有する第1のビームを前記トランシーバを介して送信することと、
    前記第1のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいて前記装置と物体との間の距離を決定することと、
    前記第1の周波数特性と異なる第2の周波数特性を有する第2のビームを前記トランシーバを介して送信することであって、前記第2のビームは、前記第2のビームの軸が地表面と交差するように向けられる、ことと、
    前記第2のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいて前記装置の自車速度を決定することとを行うように構成される、装置。
  2. 前記第2のビームの前記少なくとも1つの反射は、路面からの後方散乱に基づく、請求項1に記載の装置。
  3. 前記第2のビームを前記送信することは、前記トランシーバに、前記第2のビームの前記軸が前記トランシーバから10メートルを超えない距離において前記地表面と交差するように前記第2のビームを向けさせることを含む、請求項1に記載の装置。
  4. 前記プロセッサは、毎秒複数回、前記第1のビームを送信することと前記第2のビームを送信することとの間で前記トランシーバの動作を切り替えさせるように構成される、請求項1に記載の装置。
  5. 前記第1のビームは、第1の一連の周波数変調パルスを含み、前記第2のビームは、第2の一連の周波数変調パルスを含み、前記第1の周波数特性は、前記第1の一連のパルスの特性であり、前記第2の周波数特性は、前記第2の一連のパルスの特性である、請求項1に記載の装置。
  6. 前記第1の周波数特性は、前記第1の一連のパルスの中の1つのパルスの帯域幅であり、前記第2の周波数特性は、前記第2の一連のパルスの中の1つのパルスの帯域幅であり、前記第1の周波数特性は、前記第2の周波数特性より高い、請求項5に記載の装置。
  7. 前記第1の周波数特性は、前記第1の一連のパルスの中の1つのパルスの持続時間であり、前記第2の周波数特性は、前記第2の一連のパルスの中の1つのパルスの持続時間であり、前記第1の周波数特性は、前記第2の周波数特性より長い、請求項5に記載の装置。
  8. 前記第1の周波数特性は、前記第1のビームのパルス繰返し率であり、前記第2の周波数特性は、前記第2のビームのパルス繰返し率であり、前記第1の周波数特性は、前記第2の周波数特性より低い、請求項1に記載の装置。
  9. 前記第1のビームを前記送信することは、前記トランシーバに、前記第1のビームの軸の方向が水平方向より低くないように前記第1のビームを向けさせることを含む、請求項1に記載の装置。
  10. 前記第2のビームの少なくとも1つの反射からの前記情報は、路面の複数の異なる区画の各々からの情報を含む、請求項1に記載の装置。
  11. レーダー測定の方法であって、
    第1の周波数特性を有する第1のビームをトランシーバを介して送信するステップと、
    前記第1のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいて前記トランシーバと移動物体との間の距離を計算するステップと、
    前記第1の周波数特性と異なる第2の周波数特性を有する第2のビームを前記トランシーバを介して送信するステップであって、前記第2のビームは、前記第2のビームの軸が地表面と交差するように向けられる、ステップと、
    前記第2のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいて前記トランシーバの自車速度を計算するステップとを含む、方法。
  12. 前記第2のビームの前記少なくとも1つの反射は、路面からの後方散乱に基づく、請求項11に記載の方法。
  13. 前記第2のビームを前記送信するステップは、前記トランシーバに、前記第2のビームの前記軸が前記トランシーバから10メートルを超えない距離において前記地表面と交差するように前記第2のビームを向けさせるステップを含む、請求項11に記載の方法。
  14. 前記方法は、毎秒複数回、前記第1のビームを送信することと前記第2のビームを送信することとの間で前記トランシーバの動作を切り替えるステップを含む、請求項11に記載の方法。
  15. 前記第1のビームは、第1の一連の周波数変調パルスを含み、前記第2のビームは、第2の一連の周波数変調パルスを含み、前記第1の周波数特性は、前記第1の一連のパルスの特性であり、前記第2の周波数特性は、前記第2の一連のパルスの特性である、請求項11に記載の方法。
  16. 前記第1の周波数特性は、前記第1の一連のパルスの中の1つのパルスの帯域幅であり、前記第2の周波数特性は、前記第2の一連のパルスの中の1つのパルスの帯域幅であり、前記第1の周波数特性は、前記第2の周波数特性より高い、請求項15に記載の方法。
  17. 前記第1の周波数特性は、前記第1の一連のパルスの中の1つのパルスの持続時間であり、前記第2の周波数特性は、前記第2の一連のパルスの中の1つのパルスの持続時間であり、前記第1の周波数特性は、前記第2の周波数特性より長い、請求項15に記載の方法。
  18. 前記第1の周波数特性は、前記第1のビームのパルス繰返し率であり、前記第2の周波数特性は、前記第2のビームのパルス繰返し率であり、前記第1の周波数特性は、前記第2の周波数特性より低い、請求項11に記載の方法。
  19. 前記第1のビームを前記送信するステップは、前記トランシーバに、前記第1のビームの軸の方向が水平方向より低くないように前記第1のビームを向けさせるステップを含む、請求項11に記載の方法。
  20. 前記第2のビームの少なくとも1つの反射からの前記情報は、路面の複数の異なる区画の各々からの情報を含む、請求項11に記載の方法。
  21. コードを含む非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記コードは、少なくとも1つのプロセッサによって実行されるとき、前記少なくとも1つのプロセッサにレーダー測定の方法を実行させ、前記方法は、
    第1の周波数特性を有する第1のビームをトランシーバを介して送信するステップと、
    前記第1のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいて前記トランシーバと移動物体との間の距離を計算するステップと、
    前記第1の周波数特性と異なる第2の周波数特性を有する第2のビームを前記トランシーバを介して送信するステップであって、前記第2のビームは、前記第2のビームの軸が地表面と交差するように向けられる、ステップと、
    前記第2のビームの少なくとも1つの反射からの情報に基づいて前記トランシーバの自車速度を計算するステップとを含む、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  22. 前記第2のビームを前記送信することは、前記トランシーバが向いている方向に沿って最も近い車両までの距離を示す情報に従って、前記第2のビームの仰角を経時的に変動させることを含む、請求項1に記載の装置。
  23. 前記第2のビームを前記送信するステップは、前記トランシーバが向いている方向に沿って最も近い車両までの距離を示す情報に従って、前記第2のビームの仰角を経時的に変動させるステップを含む、請求項11に記載の方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11835647B2 (en) * 2020-02-03 2023-12-05 KMB Telematics, Inc. Radar signal management using target characteristics
US11790777B2 (en) 2022-03-15 2023-10-17 International Business Machines Corporation Intelligent predictive sign boards for road safety
EP4361680A3 (en) * 2022-10-31 2024-06-19 FERRARI S.p.A. Motor vehicle and method to detect the driving speed of the motor vehicle itself

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3772969B2 (ja) * 2001-10-16 2006-05-10 オムロン株式会社 車載用レーダ装置
DE10207437A1 (de) 2002-02-22 2003-09-11 Bosch Gmbh Robert Radarsensor für Kraftfahrzeuge
WO2005069905A2 (en) * 2004-01-16 2005-08-04 Ghz Tr Corporation Methods and apparatus for automotive radar sensors
US20160161609A1 (en) 2014-12-05 2016-06-09 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Object detection device, velocity detection device, and vehicle
WO2017218876A1 (en) 2016-06-17 2017-12-21 Quovard Management Llc Radar antenna array
DE102017209628A1 (de) 2017-06-08 2018-12-13 Robert Bosch Gmbh FMCW-Radarsensor für Kraftfahrzeuge
US11415690B2 (en) 2017-08-28 2022-08-16 HELLA GmbH & Co. KGaA Method and system comparing odometer velocity to radar based velocity
EP3539837B1 (en) 2018-03-13 2023-07-19 Veoneer Sweden AB A vehicle radar system for detecting preceding vehicles
US20210150922A1 (en) * 2019-11-19 2021-05-20 Honeywell International Inc. Using vehicle lights for collision awareness

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