JP7494379B2 - 信号処理方法、信号処理装置、チップ、レーザレーダおよびコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
Claims (24)
- 信号処理方法であって、
少なくとも1つのプロセッサにより、受信パルス信号に対してN回のサンプリングを行い、N個のサンプリング点を取得する段階、ここで前記N個のサンプリング点のそれぞれのサンプリングパラメータには前記サンプリング点に対応している受信時間および信号強度が含まれ、前記N個のサンプリング点にはM個の立ち上がりエッジサンプリング点およびP個のクリッピングサンプリング点が含まれ、N、M、およびPが全て1より大きいまたは1と等しい整数である;
前記少なくとも1つのプロセッサにより、目標サンプリング点をサンプリングする際のノイズ強度の確率分布に基づいて、予め設定された波形セットの各波形上に割り当てられた前記M個の立ち上がりエッジサンプリング点に関して少なくとも前記受信時間を確率変数とする前記信号強度の第1確率分布を決定する段階、ここで前記予め設定された波形セットには少なくとも1つの予め設定された波形が含まれる;
前記P個のクリッピングサンプリング点に基づいて、前記受信パルス信号のピーク点受信時間の第2確率分布および前記受信パルス信号のピーク点信号強度の第3確率分布を決定する段階;
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記受信パルス信号のパルス幅の第4確率分布を決定する段階;
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記第2確率分布、前記第3確率分布、および前記第4確率分布の積に基づいて、前記M個のエッジサンプリング点を考慮する前において前記予め設定された波形セットの各波形が前記受信パルス信号である確率を示す第5確率分布を決定する段階;
前記少なくとも1つのプロセッサが、前記第1確率分布および前記第5確率分布に基づいて、前記M個のエッジサンプリング点を考慮した後において前記受信パルス信号が前記予め設定された波形セットの各波形である確率を示す第6確率分布を決定する段階;
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記第6確率分布に基づいて、前記予め設定された波形セットから第1の予め設定された波形を決定する段階;および
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記第1の予め設定された波形に基づいて、前記受信パルス信号の前記ピーク点受信時間および前記ピーク点信号強度を決定する段階
を備える方法。 - 前記P個のクリッピングサンプリング点に基づいて、前記受信パルス信号のピーク点受信時間の第2確率分布および前記受信パルス信号のピーク点信号強度の第3確率分布を前記決定する段階が、
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記P個のクリッピングサンプリング点に対応する受信時間の最小値に基づいて、前記ピーク点受信時間の値範囲の最小値を決定する段階;および前記P個のクリッピングサンプリング点に対応する前記受信時間の最大値に基づいて、前記ピーク点受信時間の前記値範囲の最大値を決定する段階;
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記ピーク点受信時間の前記値範囲に基づいて前記第2確率分布を決定する段階;
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記P個のクリッピングサンプリング点に対応する信号強度に基づいて、前記ピーク点信号強度の値範囲の最小値を決定する段階;および
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記ピーク点信号強度の前記値範囲に基づいて前記第3確率分布を決定する段階
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記ピーク点受信時間の前記値範囲に基づいて前記第2確率分布を前記決定する段階が、
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記ピーク点受信時間が前記ピーク点受信時間の前記値範囲内で均等分布を満たす場合の前記ピーク点受信時間の確率分布を決定して、前記第2確率分布を取得する段階
を含む、請求項2に記載の方法。 - 前記ピーク点信号強度の前記値範囲に基づいて前記第3確率分布を前記決定する段階が、
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記ピーク点信号強度が前記ピーク点信号強度の前記値範囲内で均等分布を満たす場合の前記ピーク点信号強度の確率分布を決定して、前記第3確率分布を取得する段階
を含む、請求項2または3に記載の方法。 - 前記ピーク点信号強度の前記値範囲に基づいて前記第3確率分布を前記決定する段階が、
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記受信パルス信号を反射する対象物の表面反射率の確率分布が均等分布である場合の、前記ピーク点信号強度の前記値範囲内の前記ピーク点信号強度の確率分布を決定して、前記第3確率分布を取得する段階
を含む、請求項2または3に記載の方法。 - 前記受信パルス信号のパルス幅の第4確率分布を前記決定する段階が、
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記パルス幅が前記パルス幅の値範囲内で均等分布を満たす場合の前記パルス幅の確率分布を決定して、前記第4確率分布を取得する段階
を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。 - 予め設定された波形セットの各波形上に割り当てられた前記M個の立ち上がりエッジサンプリング点の第1確率分布を前記決定する段階が、
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記予め設定された波形セットの各波形上に割り当てられた前記M個の立ち上がりエッジサンプリング点のそれぞれの確率分布を決定する段階;および
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記予め設定された波形セットの各波形上に割り当てられた前記M個の立ち上がりエッジサンプリング点のそれぞれの前記確率分布に基づいて前記第1確率分布を決定する段階
を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記予め設定された波形セットの各波形上に割り当てられた前記目標サンプリング点の前記確率分布が、次の式1を満たす、
- 前記第1確率分布および前記第5確率分布に基づいて、前記受信パルス信号が前記予め設定された波形セットの各波形であることを示す第6確率分布を前記決定する段階が、
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記第1確率分布および前記第5確率分布に基づいて、前記予め設定された波形セットを状態空間として用いることによりマルコフ連鎖を構築して、前記マルコフ連鎖のサンプル列{z1,z2,…,zm,zm+1,…,zm+n-1,zm+n}を取得する段階、ここで前記サンプル列における各サンプルが1つの波形を表すのに用いられ、前記サンプル列{z1,z2,…,zm,zm+1,…,zm+n-1,zm+n}における最後のn個のサンプル{zm+1,…,zm+n-1,zm+n}が前記第6確率分布を表すのに用いられる、
を含む;および
前記第6確率分布に基づいて、前記予め設定された波形セットから第1の予め設定された波形を前記決定する段階が、
前記少なくとも1つのプロセッサにより、前記最後のn個のサンプル{zm+1,…,zm+n-1,zm+n}の期待値を計算して、前記第1の予め設定された波形を取得する段階
を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第1確率分布および前記第5確率分布に基づいて、前記予め設定された波形セットを状態空間として用いることによりマルコフ連鎖を前記構築する段階が、
前記少なくとも1つのプロセッサにより、Metropolis-Hastingsアルゴリズムを用いて、受理分布α(z,z′)が次の式2を満たす前記マルコフ連鎖を構築する段階を含む、
- 信号処理装置であって、
受信パルス信号に対してN回のサンプリングを行い、N個のサンプリング点を取得するように構成されたサンプリングユニット、ここで前記N個のサンプリング点のそれぞれのサンプリングパラメータには前記サンプリング点に対応している受信時間および信号強度が含まれ、前記N個のサンプリング点にはM個の立ち上がりエッジサンプリング点およびP個のクリッピングサンプリング点が含まれ、N、M、およびPが全て1より大きいまたは1と等しい整数である;
目標サンプリング点をサンプリングする際のノイズ強度の確率分布に基づいて、予め設定された波形セットの各波形上に割り当てられた前記M個の立ち上がりエッジサンプリング点に関して少なくとも前記受信時間を確率変数とする前記信号強度の第1確率分布を決定するように構成された第1の確率決定ユニット、ここで前記予め設定された波形セットには少なくとも1つの予め設定された波形が含まれる;
前記P個のクリッピングサンプリング点に基づいて、前記受信パルス信号のピーク点受信時間の第2確率分布および前記受信パルス信号のピーク点信号強度の第3確率分布を決定するように構成された第2の確率決定ユニット、
ここで前記第2の確率決定ユニットがさらに、前記受信パルス信号のパルス幅の第4確率分布を決定するように構成されている;
前記第2確率分布、前記第3確率分布、および前記第4確率分布の積に基づいて、前記M個のエッジサンプリング点を考慮する前において前記予め設定された波形セットの各波形が前記受信パルス信号である確率を示す第5確率分布を決定するように構成された第3の確率決定ユニット;
前記第1確率分布および前記第5確率分布に基づいて、前記M個のエッジサンプリング点を考慮した後において前記受信パルス信号が前記予め設定された波形セットの各波形である確率を示す第6確率分布を決定するように構成された第4の確率決定ユニット;
前記第6確率分布に基づいて、前記予め設定された波形セットから第1の予め設定された波形を決定するように構成された波形決定ユニット;および
前記第1の予め設定された波形に基づいて、前記受信パルス信号の前記ピーク点受信時間および前記ピーク点信号強度を決定するように構成されたパラメータ決定ユニット
を備える装置。 - 前記第2の確率決定ユニットが具体的には、
前記P個のクリッピングサンプリング点に対応する受信時間の最小値に基づいて、前記ピーク点受信時間の値範囲の最小値を決定する;および前記P個のクリッピングサンプリング点に対応する前記受信時間の最大値に基づいて、前記ピーク点受信時間の前記値範囲の最大値を決定する;
前記ピーク点受信時間の前記値範囲に基づいて前記第2確率分布を決定する;
前記P個のクリッピングサンプリング点に対応する信号強度に基づいて、前記ピーク点信号強度の値範囲の最小値を決定する;および
前記ピーク点信号強度の前記値範囲に基づいて前記第3確率分布を決定する
ように構成されている、請求項11に記載の装置。 - 前記ピーク点受信時間の前記値範囲に基づいて前記第2確率分布を前記決定することが、
前記ピーク点受信時間が前記ピーク点受信時間の前記値範囲内で均等分布を満たす場合の前記ピーク点受信時間の確率分布を決定して、前記第2確率分布を取得すること
を含む、請求項12に記載の装置。 - 前記ピーク点信号強度の前記値範囲に基づいて前記第3確率分布を前記決定することが、
前記ピーク点信号強度が前記ピーク点信号強度の前記値範囲内で均等分布を満たす場合の前記ピーク点信号強度の確率分布を決定して、前記第3確率分布を取得すること
を含む、請求項12または13に記載の装置。 - 前記ピーク点信号強度の前記値範囲に基づいて前記第3確率分布を前記決定することが、
前記受信パルス信号を反射する対象物の表面反射率の確率分布が均等分布である場合の、前記ピーク点信号強度の前記値範囲内の前記ピーク点信号強度の確率分布を決定して、前記第3確率分布を取得すること
を含む、請求項12または13に記載の装置。 - 前記第2の確率決定ユニットが具体的には、前記パルス幅が前記パルス幅の値範囲内で均等分布を満たす場合の前記パルス幅の確率分布を決定して、前記第4確率分布を取得するように構成されている、請求項11から15のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1の確率決定ユニットが具体的には、
前記予め設定された波形セットの各波形上に割り当てられた前記M個の立ち上がりエッジサンプリング点のそれぞれの確率分布を決定する;および
前記予め設定された波形セットの各波形上に割り当てられた前記M個の立ち上がりエッジサンプリング点のそれぞれの前記確率分布に基づいて前記第1確率分布を決定する
ように構成されている、請求項11から16のいずれか一項に記載の装置。 - 前記予め設定された波形セットの各波形上に割り当てられた前記目標サンプリング点の前記確率分布が、次の式1を満たす、
- 前記第4の確率決定ユニットが具体的には、前記第1確率分布および前記第5確率分布に基づいて、前記予め設定された波形セットを状態空間として用いることによりマルコフ連鎖を構築して、前記マルコフ連鎖のサンプル列{z1,z2,…,zm,zm+1,…,zm+n-1,zm+n}を取得するように構成されており、ここで前記サンプル列の各サンプルが1つの波形を表すのに用いられ、前記サンプル列{z1,z2,…,zm,zm+1,…,zm+n-1,zm+n}における最後のn個のサンプル{zm+1,…,zm+n-1,zm+n}が前記第6確率分布を表すのに用いられる;および
前記波形決定ユニットが具体的には、前記最後のn個のサンプル{zm+1,…,zm+n-1,zm+n}の期待値を計算して、前記第1の予め設定された波形を取得するように構成されている、
請求項11から18のいずれか一項に記載の装置。 - 前記第1確率分布および前記第5確率分布に基づいて、前記予め設定された波形セットを状態空間として用いることによりマルコフ連鎖を前記構築することが、
Metropolis-Hastingsアルゴリズムを用いて、受理分布α(z,z′)が次の式2を満たす前記マルコフ連鎖を構築することを含む、
- 信号処理装置であって、ここで前記信号処理装置が1つまたは複数のプロセッサを備え、前記1つまたは複数のプロセッサが1つまたは複数のメモリに結合されており、前記1つまたは複数のメモリがコンピュータ命令を格納している;および
前記1つまたは複数のプロセッサが前記コンピュータ命令を実行すると、前記信号処理装置が、請求項1から10のいずれか一項に記載の信号処理方法を行うことが可能になる、信号処理装置。 - チップであって、ここで前記チップが処理回路およびインタフェースを備え、前記処理回路が、コンピュータプログラムを記憶媒体から呼び出し、前記記憶媒体に格納された前記コンピュータプログラムを実行して、請求項1から10のいずれか一項に記載の信号処理方法を行うように構成されている、チップ。
- レーザレーダであって、ここで前記レーザレーダが請求項11から21のいずれか一項に記載の信号処理装置を備える、または前記レーザレーダが請求項22に記載のチップを備える、レーザレーダ。
- プロセッサに、請求項1から10のいずれか一項に記載の信号処理方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
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