KR102457186B1 - 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더 이미지 셰이퍼 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더 이미지 셰이퍼를 가능하게 하는 기술과 시스템을 설명한다. 레이더 필드(110)는 전자 장치(102)가 레이더 필드에서 오브젝트(112)의 특징적인(특성) 배치(예를 들어, 위치, 방위, 속도 또는 방향)를 정확하게 결정할 수 있게 한다. 특징적인 배치는 오브젝트의 레이더-이미지 셰이퍼(114, 802, 804, 1204, 1206)의 레이더 시그니처 (또는 단면)을 검출함으로써 결정된다. 레이더 이미지 셰이퍼의 형상은 레이더 필드에 의해 조명될 때 알려진 시그니처를 생성한다. 이들 기술로 오브젝트의 특징적인 배치를 결정하는 것은 제스처 및 다른 위치 기반 기술을 사용하여 오브젝트가 전자 장치와 상호 작용하는 데 사용될 수 있게 한다. 레이더 이미지 셰이퍼는 패시브 오브젝트가 전자 장치의 애플리케이션을 제어할 수 있기 때문에 사용자는 추가 컴포넌트 또는 배터리가 필요하지 않은 다양한 제스처 및 제어 라이브러리와의 상호 작용 방법을 사용할 수 있다.
Description
본 명세서는 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더 이미지 셰이퍼에 관한 것이다.
추적 가능한 제어기를 사용하여 많은 애플리케이션과 상호 작용할 수 있어 애플리케이션이 제어기의 위치와 모션을 감지할 수 있다. 게임 제어기, 텔레비전 및 기타 미디어 장치용 리모콘, 스타일러스 및 기타 제어기를 통해 사용자는 게임을 하고, 프로그래밍을 선택 및 변경하고, 콘텐츠를 조작 및 생성하고, 제어기로 만든 제스처를 사용하여 수많은 다른 기능을 수행할 수 있다. 이러한 방식으로 제어할 수 있는 애플리케이션의 수와 종류가 증가함에 따라 제어기와 함께 사용되는 모션의 수와 복잡성이 증가하여 사용자에게 좌절감을 줄 수 있다. 기존의 제어기는 제어 대상 장치의 카메라 또는 제어 대상 장치에 위치 정보를 제공할 수 있는 관성 측정 장치(IMU)에서 추적할 수 있는 대상을 사용한다. 프로세서 및 선택 가능한 제어 장치와 같은 자체 전자 장치를 포함하는 이러한 제어기는 이러한 추가 기능 중 일부를 제공하는 데 도움이되지만 자체 전원도 필요하다. 예를 들어, 게임 제어기의 모드를 스티어링 메커니즘에서 무기로 변경하고 스타일러스를 콘텐츠 생성 모드(예: 라인 그리기 또는 라인 색상 변경)에서 편집 모드(예: 라인 또는 오브젝트를 움직여 콘텐츠를 조작하는 경우)로 다시 변경하는 것은 제어기나 다른 장치에서 명령을 입력하는 번거로운 프로세스를 요구할 수 있다. 따라서 추적 가능한 제어기가 제공하는 유연성과 사실성을 활용하는 것은 불편하고 실망스러울 수 있으며 전자 장치 및 애플리케이션의 전체 잠재력을 실현하지 못할 수 있다.
본 명세서는 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더 이미지 셰이퍼를 가능하게 하는 기술과 시스템을 설명한다. 기술 및 시스템은 레이더 필드를 사용하여 전자 장치가 레이더 필드 내의 오브젝트의 특성 배치(특정 시간에서의 오브젝트의 위치, 방위(orientation), 속도 또는 방향)를 정확하게 결정할 수 있게 한다. 오브젝트의 특성 배치는 오브젝트에 포함된 레이더 이미지 셰이퍼의 레이더 시그니처(또는 레이더 단면적)을 감지하여 결정된다. 레이더 이미지 셰이퍼는 특정 재료(물질)로 만들어지고 레이더 필드에 의해 조명될 때 알려진 시그니처를 생성하는 특정 모양을 컴포넌트이다. 이러한 기술을 사용하여, 전자 장치는 오브젝트의 특징적인 배치를 결정할 수 있으며, 이는 오브젝트가 제스처 및 다른 위치 기반 기술로 전자 장치와 상호 작용하는 데 사용될 수 있게 한다. 레이더 이미지 셰이퍼는 다른 수동적인 오브젝트가 전자 장치의 애플리케이션을 제어할 수 있도록 하기 때문에 사용자는 추가 컴포넌트나 배터리가 필요하지 않은 다양한 제스처 및 제어 라이브러리와의 상호 작용 방법을 사용할 수 있다.
아래에 설명되는 양태들은 레이더 시스템, 하나 이상의 컴퓨터 프로세서, 및 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하는 전자 장치를 포함한다. 레이더 시스템은 적어도 부분적으로 하드웨어로 구현되고 레이더 필드를 제공한다. 레이더 시스템은 또한 레이더 필드에 있는 오브젝트의 반사를 감지하고 레이더 필드에 있는 오브젝트의 반사를 분석한다. 레이더 시스템은 또한 반사 분석에 기초하여 레이더 데이터를 제공한다. 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체는 레이더-시그니처 매니저를 구현하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 수 있는 저장된 명령어를 포함한다. 레이더-시그니처 매니저는 레이더 데이터의 제1 서브세트에 기초하여, 레이더 필드에서 오브젝트의 레이더-이미지 셰이퍼의 레이더 시그니처를 검출한다. 레이더-시그니처 매니저는 또한 검출(감지)된 레이더 시그니처를 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 대응하는 벤치마크 레이더 시그니처와 비교하고, 그 비교에 기초하여, 상기 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와과 매칭(일치)하는지를 결정한다. 상기 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 일치한다는 결정에 응답하여, 레이더-시그니처 매니저는 일치하는 벤치마크 레이더 시그니처에 대응하는 레이더-이미지 셰이퍼의 특성 배치에 기초하여, 레이더 필드에서의 오브젝트의 특성 배치를 결정한다.
아래에 설명되는 양태들은 또한 레이더 시스템을 포함하는 전자 장치에 의해 구현되는 방법을 포함한다. 이 방법은 레이더 시스템에 의해 레이더 필드를 제공하는 단계, 및 레이더 시스템에 의해 레이더 필드의 오브젝트로부터의 반사를 감지하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 레이더 필드 내의 오브젝트로부터의 반사를 분석하고, 반사의 분석에 기초하여 레이더 데이터를 제공하는 단계를 포함한다. 이 방법은 레이더 데이터의 제1 서브세트에 기초하여 오브젝트의 레이더-이미지 셰이퍼의 레이더 시그니처를 검출하고, 검출된 레이더 시그니처를 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 대응하는 벤치마크 레이더 시그니처와 비교하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 또한 상기 비교에 기초하여, 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭(일치)하는지를 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 일치한다고 결정하는 것에 응답하여, 매칭된 벤치마크 레이더 시그너처에 대응하는 레이더-이미지 셰이퍼의 특성 배치에 기초하여 레이더 필드 내의 오브젝트의 특성 배치를 결정하는 단계를 더 포함한다.
아래에 설명되는 양태는 하우징 및 하우징과 통합된 레이더-이미지 셰이퍼를 포함하는 제어기를 포함한다. 레이더-이미지 셰이퍼는 레이더 시스템에 의해 검출 될 수 있는 레이더 시그니처를 제공하도록 구성되며, 레이더 시그니처는 레이더 시스템이 하우징의 특징적인 배치를 결정할 수 있게 하는 데 효과적이다.
이하에서 설명되는 양태들은 또한 제1 수단을 포함하거나 이와 관련된 전자 장치를 포함하는 시스템을 포함한다. 제1 수단은 레이더 필드를 제공하고, 레이더 필드 내의 오브젝트로부터의 반사를 감지하고, 레이더 필드 내의 오브젝트로부터의 반사를 분석하고, 반사의 분석에 기초하여 레이더 데이터를 제공하는 수단이다. 시스템은 또한 제2 수단을 포함한다. 제2 수단은 레이더 데이터의 제1 서브세트에 기초하여 레이더 필드의 오브젝트의 레이더-이미지 셰이퍼의 레이더 시그니처를 검출하기 위한 수단이다. 제2 수단은 또한 검출된 레이더 시그니처를 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 대응하는 벤치마크 레이더 시그니처와 비교하고, 그 비교에 기초하여, 레이더 시그니처가 벤치 마크레이더 시그니처와 매칭하는지를 결정한다. 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭한다는 결정에 응답하여, 제2 수단은 매칭하는 벤치마크 레이더 시그니처에 대응하는 레이더-이미지 셰이퍼의 특성 배치에 기초하여 레이더 필드에서 오브젝트의 특성 배치를 결정한다.
아래에 설명된 양태들은 또한 전자 장치 및 제어기, 예를 들어 스타일러스를 포함하는 시스템을 포함하며, 전자 장치는 레이더-시그니처 매니저를 구현하고, 특히 레이더-이미지 셰이퍼의 특성 배치에 기초하여, 레이더 필드에서의 제어기의 특성 배치를 결정하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 레이더-이미지 셰이퍼를 통합(integrating)하는 하우징을 포함한다.
일반적으로, 제안된 전자 장치의 양태는 제안된 방법, 제안된 제어기 및 제안된 시스템의 실시 예와 결합될 수 있다.
이 요약은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼에 관한 단순화된 개념을 소개하기 위해 제공되며, 이는 아래의 상세한 설명 및 도면에서 추가로 설명된다. 이 요약은 청구된 요지의 필수 특징을 식별하기 위한 것이 아니며 청구된 요지의 범위를 결정하는 데 사용하기 위한 것이 아니다.
레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼의 하나 이상의 양태의 세부 사항은 다음 도면을 참조하여 본 명세서에서 설명된다.
도면 전체에서 동일한 구성 및 컴포넌트를 참조하기 위해 동일한 번호가 사용된다.
도 1은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 가능하게하는 기술이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 도시한다.
도 2는 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 구현할 수있는 도 1의 전자 장치(디바이스)의 예시적인 구현을 도시한다.
도 3은 도 2의 레이더 시스템의 예시적인 구현을 도시한다.
도 4는 도 3의 레이더 시스템을 위한 수신 안테나 소자의 구성 예를 도시한다.
도 5는 도 2의 레이더 시스템의 예시적인 구현의 추가 세부 사항을 도시한다.
도 6은 도 2의 레이더 시스템에 의해 구현될 수 있는 예시적인 방식을 도시한다.
도 7 및 8은 레이더-이미지 셰이퍼의 예시적인 구현을 도시하며, 이는 레이더-기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 가능하게 하는 데 사용될 수있다.
도 9 및 10은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 가능하게 하는 예시적인 방법을 도시한다.
도 11-13은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼의 추가 세부 사항을 구현할 수 있는 오브젝트 및 장치의 예시적인 구현을 도시한다.
도 14는 도 1-13을 참조하여 설명된 임의의 유형의 클라이언트, 서버 및/또는 전자 장치로서 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 시스템의 다양한 컴폰너트를 도시하거나, 레이더-기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 구현하거나 가능하게 하는 기술들이 구현될 수 있다.
도면 전체에서 동일한 구성 및 컴포넌트를 참조하기 위해 동일한 번호가 사용된다.
도 1은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 가능하게하는 기술이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 도시한다.
도 2는 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 구현할 수있는 도 1의 전자 장치(디바이스)의 예시적인 구현을 도시한다.
도 3은 도 2의 레이더 시스템의 예시적인 구현을 도시한다.
도 4는 도 3의 레이더 시스템을 위한 수신 안테나 소자의 구성 예를 도시한다.
도 5는 도 2의 레이더 시스템의 예시적인 구현의 추가 세부 사항을 도시한다.
도 6은 도 2의 레이더 시스템에 의해 구현될 수 있는 예시적인 방식을 도시한다.
도 7 및 8은 레이더-이미지 셰이퍼의 예시적인 구현을 도시하며, 이는 레이더-기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 가능하게 하는 데 사용될 수있다.
도 9 및 10은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 가능하게 하는 예시적인 방법을 도시한다.
도 11-13은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼의 추가 세부 사항을 구현할 수 있는 오브젝트 및 장치의 예시적인 구현을 도시한다.
도 14는 도 1-13을 참조하여 설명된 임의의 유형의 클라이언트, 서버 및/또는 전자 장치로서 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 시스템의 다양한 컴폰너트를 도시하거나, 레이더-기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 구현하거나 가능하게 하는 기술들이 구현될 수 있다.
개요
본 명세서는 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더 이미지 셰이퍼를 가능하게 하는 기술과 시스템을 설명한다. 언급된 바와 같이, 추적 가능한 제어기를 사용하는 것이 편리 할 수 있지만, 다수의 제스처를 요구하거나 다수의 모드를 갖는 복잡한 태스크에 대해서는 실망스러울 수 있다. 또한 모션 기반 제어기가 자체 컴포넌트와 전원이 있는 활성 장치인 경우에도, 특히 콘텐츠 제작이나 게임과 같이 창의적이거나 경쟁적인 환경에서 작업할 때 사용자에게 불편을 줄 수 있는 모드나 상호 작용 방법을 변경하는 것은 불편할 수 있다. 따라서 사용자는 입력 장치의 한계로 인해 애플리케이션의 잠재력을 충분히 발휘하지 못할 수 있다. 설명된 기술 및 시스템은 제어기와 같은 오브젝트에 레이더-이미지 셰이퍼를 사용하여 오브젝트의 특징적인 배치(characteristic disposition)를 정확하게 결정하기 위해 레이더 시스템에 의해 검출될 수 있는 독특한 레이더 반사를 제공한다. 이 경우 정확성은 정교함의 정도, 실체(truth)에 대한 적합성 증가, 또는 정교함의 정도, 실체에 대한 적합성 증가 둘 다이다. 이러한 기술은 제어기로 많은 양의 제스처 및 제스처 조합을 생성할 수 있다. 또한, 기술된 기술은 제어기에 전자 컴포넌트(부품) 또는 전원을 추가하지 않고도 효과적이다. 레이더 시스템은 제스쳐를 정확하게 결정하고 시스템의 성능을 향상시키면서도 부품 수와 전력 소비를 줄이므로 상호 작용이 더 편리하고 덜 불편할 수 있다. 또한, 레이더 시스템은 다른 레이더 데이터(예를 들어, 방위각 및 범위(range) 데이터)를 사용하여 특히 적어도 2개의 레이더-이미지 셰이퍼가 오브젝트에 포함되는 경우, 레이더-이미지 셰이퍼의 3차원(3D) 위치뿐만 아니라 이동 및 가속도를 결정할 수 있다.
하나 이상의 레이더 이미지 셰이퍼를 포함하는 게임 제어기와 같은 제어기(컨트롤러)를 고려한다. 제어기는 게임 콘솔 또는 전자 장치 근처에 레이더 필드를 제공하는 데 사용될 수 있는 레이더 시스템및 레이더 시그니처를 포함하는 다른 전자 장치와 함께 사용될 수 있다. 레이더 필드는 레이더-이미지 셰이퍼의 레이더 시그니처를 검출하고, 레이더 시그니처에 기초하여 제어기의 특성 배치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 비행기 게임 또는 시뮬레이터를 재생하기 위한 게임 제어기는 제어기의 각 단부에 레이더-이미지 셰이퍼를 포함할 수 있다. 게임 콘솔의 레이더 시스템은
레이더-이미지 셰이퍼(예를 들어, 레이더-이미지 셰이퍼의 레이더 "시그니처")로부터 레이더 반사를 검출하고, 그 검출된 시그니처를 다양한 레이더-이미지 셰이퍼의 알려진 참조 시그니처들과 비교할 수 있다. 그 비교는 레이더 시스템이 레이더-이미지 셰이퍼의 특성 배치 및 따라서 제어기의 특성 배치를 결정할 수 있게 한다. 또한, 레이더 시스템은 다른 레이더 데이터(예를 들어, 방위 및 범위 데이터)를 사용하여 레이더-이미지 셰이퍼의 3차원(3D) 위치뿐만 아니라 이동 및 가속도를 결정할 수 있다. 이러한 방식으로 전자 부품이 없고 전용 전원이 필요없는 제어기를 사용하여 게임이나 기타 애플리케이션을 제어할 수 있는 복잡한 제스처를 수행할 수 있다.
일부 기존 제어기는 카메라, 가속도계 또는 관성 센서를 사용하여 제어기의 특성 배치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 구동 센서 및 제어기의 모션(움직임)을 추적하고 정보를 게임 콘솔에 전송할 수 있는 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 다른 경우에, 종래의 제어기는 게임 콘솔에 연결된 카메라에 의해 추적 될 수 있는 구형(spherical) 또는 다른 오브젝트를 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 종래의 기술은 위치, 특히 3D 위치를 결정하는 데 종종 정확도가 떨어지고, 일반적으로 추가 컴포넌트 및 전원을 필요로하며, 이는 비용 및 불편함(예를 들어, 배터리 교체)을 추가하고 신뢰성 문제(예: 파손, 손상 또는 마모된 컴포넌트)가 발생할 수 있다. 또한, 이 예에서, 종래의 게임 콘솔 자체는 또한 유사한 과제를 야기할 수 있는 추가 컴포넌트(예를 들어, 카메라 및 통신 인터페이스)를 필요로 한다. 따라서, 종래의 기술은 더 많은 전력을 사용하고 잠재적으로 품질이 낮은 사용자 경험을 제공할 수 있다.
반대로, 기술된 시스템 및 기술은 여러 영역에서 사용자 경험 및 유용성을 향상시키면서 전력 소비 및 유지 보수 비용을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 위의 예에서, 제어기는 카메라보다 훨씬 적은 전력을 사용하는 레이더 시스템을 갖춘 게임 콘솔에 의해 정확하게 감지될 수 있는 "패시브" 제어기(내부 전자 장치 또는 전원 공급 장치가 없음)일 수 있다. 레이더 시스템은 제어기의 레이더 이미지 쉐이퍼의 레이더 시그니처를 사용하여 제어기의 특성 배치 또는 이동을 정확하게 결정할 수 있다. 본 명세서에서, 오브젝트와 관련하여 용어 "특성 배치"는 특정 시간에서의 대상의 위치, 방위(orientation), 속도 또는 방향 중 임의의 것 또는 조합을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 오브젝트의 위치는 레이더 시스템으로부터의 거리 및 3D 공간에서의 위치(예를 들어, 경사 범위, 방위각 및 고도)와 같은 레이더 시스템을 참조한 오브젝트의 절대 위치일 수 있다. 또한, 방위는 레이더 시스템과 관련하여 그리고 오브젝트의 하나 이상의 특징에 대한 오브젝트의 위치일수 있다(예를 들어, 레이더 시스템을 향한 오브젝트의 특정 특징 또는 표면을 갖는 것과 같이, 레이더 시스템에서 오브젝트가 어떻게 "포인트(pointed)"되는지). 속도는 오브젝트의 절대 속도 또는 레이더 시스템에 대한 속도를 포함할 수 있다. 방향은 레이더 시스템을 향하거나 멀어지는 오브젝트의 이동(움직임)을 지칭할 수 있다.
특징적인 배치는 또한 일정 기간 동안 이들 값의 일부 또는 전부에서의 변화를 포함할 수 있다. 예를 들어, 오브젝트의 특성 배치의 변화는 절대 또는 상대 속도의 변화, 오브젝트와 레이더 시스템 사이의 거리 변화(예: 오브젝트가 레이더 시스템에 더 가까운지 또는 더 먼지), 오브젝트가 레이더 시스템을 향해 또는 멀어지거나 축을 중심으로 회전하는 것과 같은 방위의 변화, 또는 방향의 변화를 포함할 수 있다.
이러한 방식으로, 기술된 기술 및 시스템은 제어기 및 게임 시스템에 대한 고품질 사용자 경험을 제공한다. 사용자는 제어기가 제공하는 장점과 편리함을 즐길수 있으며, 레이더 시그니처 매니저와 레이더 시스템은 과도한 전력 소비없이 추가적인 유연성과 향상된 기능을 제공한다. 또한, 사용자의 비디오 이미지가 필요하지 않기 때문에 레이더 시스템을 사용하여 오브젝트의 특징적인 배치를 감지하여 프라이버시 및 보안을 강화할 수 있다. 또한, 제어기 및 게임 콘솔 자체의 전력 소비는 제어기의 위치 및 모션을 제어 또는 검출하기 위해 상시 동작 카메라(또는 다른 센서 또는 센서의 조합)를 사용할 수 있는 일부 종래 기술보다 실질적으로 적을 수 있다.
이들은 기술된 기술 및 장치가 레이더-기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 가능하게 하기 위해 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 몇 가지 예일 뿐이다. 다른 예제와 구현은 본 명세서 전체에 설명되어 있다. 본 명세서는 예시적인 환경으로 돌아가고, 그 후 예시적인 시스템, 장치, 방법 및 컴포넌트가 설명된다.
운영 환경
도 1은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 가능하게하는 기술이 구현될 수 있는 예시적인 환경(100)을 도시한다. 예시적인 환경(100)은 레이더 시스템(104), 레이더-시그니처 매니저(106)(시그니처 매니저(106)) 및 시그니처 라이브러리(108)를 포함하거나 이와 관련된 전자 장치(102)를 포함한다.
예시적인 환경(100)에서, 레이더 시스템(104)은 도 3-6을 참조하여 후술되는 바와 같이 하나 이상의 레이더 신호 또는 파형을 전송함으로써 레이더 필드(110)를 제공한다. 레이더 필드(110)는 레이더 시스템(104)이 레이더 신호 및 파형의 반사 (예를 들어, 공간 용적에서 오브젝트로부터 반사된 레이더 신호 및 파형)를 검출할 수 있는 공간의 부피(volume of space)이다. 레이더 시스템(104)은 또한 전자 장치(102) 또는 다른 전자 장치가 레이더 필드(110) 내의 오브젝트(112)로부터의 반사를 감지하고 분석할 수 있게 한다. 레이더 시스템(104)의 일부 구현은 전자 장치(102)와 같은 스마트폰과 관련하여 적용될 때 특히 유리하며, 이를 위해 저전력 요구, 프러세싱 효율 요구, 안테나 요소의 간격 및 레이아웃에 대한 제한, 및 다른 이슈들이 있으며, 미세한 손 제스처의 레이더 검출이 요구되는 스마트폰의 특정 상황에서 일부 구현이 더욱 유리하다. 실시 예들은 미세 레이더 검출된 손 제스처가 요구되는 스마트폰의 설명된 컨텍스트에서 특히 유리하지만, 본 발명의 특징 및 장점의 적용 가능성이 반드시 그렇게 제한되는 것은 아니며, 다른 유형의 전자 장치를 포함하는 다른 실시 예도 본 교시의 범위 내에 있을 수 있음을 이해해야 한다.
오브젝트(112)는 다양한 오브젝트(object) 중 임의의 것일 수 있다. 일부 경우에, 오브젝트(112)는 레이더 시스템(104)이 나무, 플라스틱, 금속, 직물, 인체 또는 신체 부분(예를 들어, 전자 장치(102) 사용자의 발, 손 또는 손가락)과 같은 레이더 반사를 감지하고 분석할 수 있는 오브젝트일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 오브젝트(112)는 스타일러스이다. 오브젝트(112)는 오브젝트(112)에 부착된 레이더-이미지 셰이퍼(114)를 포함한다. 레이더-이미지 셰이퍼는 도 1에 도시된 바와 같이 오브젝트(112)와 통합되거나 제거 가능한 방식으로 오브젝트(112)에 부착될 수 있다. 반사 분석을 기반으로, 레이더 시스템(104)은 도 3-6을 참조하여 설명된 바와 같이 레이더 필드(110) 및 오브젝트(112) 및 레이더-이미지 셰이퍼(114)로부터의 반사와 관련된 다양한 유형의 정보를 포함하는 레이더 데이터를 제공할 수 있다(예를 들어, 레이더 시스템(104)은 레이더 데이터를 시그니처 매니저(106)와 같은 다른 엔티티로 전달할 수 있다).
레이더 데이터는 레이더 필드(110)에서 오브젝트(112)로부터의 감지 및 분석된 반사에 기초하여 시간에 따라 지속적으로 또는 주기적으로 제공될 수 있음에 유의해야 한다. 오브젝트(112)의 위치는 시간에 따라 변할 수 있고(예를 들어, 오브젝트(112)는 레이더 필드(110) 내에서 이동할 수 있음), 따라서 레이더 데이터는 변경된 위치, 반사 및 분석에 대응하여 시간에 따라 변할 수 있다. 레이더 데이터는 시간에 따라 변할 수 있기 때문에, 레이더 시스템(104)은 상이한 시간주기에 대응하는 하나 이상의 레이더 데이터 서브세트를 포함하는 레이더 데이터를 제공할 수 있다. 예를 들어, 레이더 시스템(104)은 제1 시간주기에 대응하는 레이더 데이터의 제1 서브세트, 제2 시간주기에 대응하는 레이더 데이터의 제2 서브 세트 등을 제공할 수 있다.
레이더-이미지 셰이퍼(114)는 인식 가능한 레이더 시그니처(예를 들어, 더 큰 레이더 단면적)를 갖는 컴포넌트이다. 예를 들어, 레이더-이미지 셰이퍼(114)는 하나 이상의 코너 반사기(예를 들어, 레이더 신호를 반사하는 2개 또는 3개의 수직 교차하는 평평한 표면으로 만들어진 형상)를 포함할 수 있다. 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 레이더 시그니처는 레이더 시스템(104)이 오브젝트(112)의 특성 배치를 결정할 수 있게 하는 레이더 시스템(104)에 대한 그의 특성 배치에 따라 변할 수 있다. 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 추가적인 세부 사항은 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된다.
시그니처 매니저(106)는 사용자가 전자 장치(102)의 다양한 기능과 상호 작용하거나 제어할 수 있게 한다(예를 들어, 게임을 하거나, 애플리케이션 또는 다른 프로그램을 작동하고, 전자 장치(102)의 구성을 제어함). 예를 들어, 시그니처 매니저(106)는 레이더 이미지 셰이퍼(114)의 레이더 시그니처를 검출하기 위해 레이더 데이터의 하나 이상의 서브세트를 사용할 수 있다. 언급한 바와 같이, 레이더-이미지 셰이퍼(114)는 레이더 필드 내의 오브젝트와 통합되거나 제거 가능한 방식으로 부착될 수 있다. 시그니처 매니저(106)는 검출된 레이더 시그니처를 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 대응하는 벤치마크 레이더 시그니처과 비교할 수 있다.
예를 들어, 시그니처 매니저(106)는 레이더 이미지 셰이퍼(114)의 다양한 특징(예: 특정 재료, 모양, 모서리, 모서리, 표면 또는 이들의 조합과 관련된 레이더 데이터의 특성)을 결정하기 위해 레이더 데이터의 하나 이상의 서브세트를 사용함으로써 검출된 레이더 시그니처를 벤치마크 레이더 시그니처와 비교할 수 있다. 검출된 특징은 벤치마크 레이더 시그니처의 해당 알려진 특징과의 매칭을 결정하기 위해 분석될 수 있다. 일부 구현들에서, 레이더-시그니처 매니저는 검출된 레이더 시그니처를 레이더-이미지 쉐이퍼(114)의 상이한 특성 배치에 대응하는 복수의 벤치 마크 레이더 시그니처와 비교할 수 있다. 예를 들어, 시그니처 매니저(106)는 검출된 레이더 시그니처를 시그니처 라이브러리(108)에 저장된 복수의 벤치마크 레이더 시그니처와 비교할 수 있다.
시그니처 라이브러리(108)는 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 특징적인 배치에 대응하는 오브젝트(112)의 특징적인 배치와 같은 벤치마크 레이더 시그니처 및 다른 데이터를 저장할 수 있는 메모리 장치이다. 시그니처 라이브러리(108)는 시그니처 매니저(106)와 같은 전자 장치(102)의 다른 컴포넌트에 의해 액세스되고 사용될 수 있는 임의의 적합한 종류의 메모리일 수 있다. 시그니처 라이브러리(108)는 도 1에 도시된 바와 같이 시그니처 매니저(106)의 일부일 수 있다. 다른 구현들에서, 시그니처 라이브러리(108)는 전자 장치(102)의 일부일 수 있지만, 시그니처 매니저(106)와 분리되거나 전자 장치(102)로부터 멀리 떨어져있을 수 있다.
검출된 레이더 시그니처와 벤치마크 레이더 시그니처 간의 비교에 기초하여, 시그니처 매니저(106)는 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 일치(매칭)한다고 결정할 수 있다. 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 일치한다는 결정에 응답하여, 시그니처 매니저(106)는 매칭된 벤치마크 레이더 시그니처에 대응하는 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 특징적인 배치에 기초하여, 레이더 필드에서의 오브젝트의 특징적인 배치를 결정할 수 있다. 시그니처 매니저(106)가 전자 장치(102)를 참조하여 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 특정 특성 배치를 결정하는 예를 고려한다. 이 예에서, 시그니처 매니저(106)는 또한 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 특징적인 배치에 대응하는 오브젝트(112)의 특징적인 배치를 포함하는 데이터를 저장하는 시그니처 라이브러리(108)(또는 다른 소스)에 액세스함으로써 오브젝트(112)의 특징적인 배치를 결정할 수 있다.
이러한 방식으로, 시그니처 매니저(106)는 사용자가 전자 장치(102)와 상호 작용하거나 제어할 수 있게 하는 오브젝트(112)의 특성 배치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 시그니처 매니저(106)는 전술한 바와 같이 오브젝트(112)의 특성 배치를 결정할 수 있다. 언급한 바와 같이, 오브젝트(112)의 특성 배치를 결정하는 것은 임의의 양태의 조합을 포함하여, 오브젝트(112)의 특성 배치의 다양한 상이한 양태 중 하나 이상을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 양태들은, 예를 들어, 전자 장치(102)를 참조하여 오브젝트(112)의 절대 위치, 전자 장치(102)로부터 오브젝트(112)의 거리, 오브젝트(112)의 속도, 전자 장치(102)를 참조하여 오브젝트(112)의 위치 또는 거리의 변화(예를 들어, 오브젝트(112)가 전자 장치(102)에 더 가깝거나 멀어지거나, 전자 장치(102)를 향해 또는 멀어지거나, 축을 중심으로 회전하는지 등), 또는 오브젝트(112)의 속도의 변화를 포함할 수 있다.
시그니처 매니저(106)는 또한 (예를 들어, 시간에 따른 오브젝트(112)의 특성 배치를 결정하기 위해 레이더 데이터를 사용함으로써) 오브젝트(112)의 특성 배치의 변화를 결정하기 위해 레이더 데이터의 하나 이상의 서브세트를 사용할 수 있다. 오브젝트(112)의 특성 배치의 변화에 기초하여, 시그니처 매니저(106)는 오브젝트(112)에 의한 제스처를 결정할 수 있다. 그 후 시그니처 매니저(106)는 (예를 들어, 후술되는 3D 제스처 모듈(116)과 같은 3차원(3D) 제스처 라이브러리를 사용하여) 제스처에 대응하는 전자 장치의 기능을 결정하고 전자 장치(102)가 제스처에 대응하는 기능을 제공하게 할 수 있다.
오브젝트(112)가 하나 이상의 레이더-이미지 셰이퍼(114)를 포함하는 비행 시뮬레이터 게임 제어기(컨트롤러)인 예를 고려한다. 제어기를 잡고있는 사용자는 시뮬레이터를 위와 왼쪽으로 돌리는 제스처(예: 제어기를 사용자쪽으로 움직이고 제어기를 시계 반대 방향으로 돌리는 제스처)를 한다. 시그니처 매니저(106)는 전술한 바와 같이 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 특성 배치를 결정함으로써 제스처 시작시 게임 제어기의 특성 배치(disposition)를 결정할 수 있고, 제스처 지속 시간 동안 제어기의 특성 배치를 계속 결정한다. 이는 시그니처 매니저(106)가 사용자가 비행 시뮬레이터를 작동시키기 위해 전자 장치(102)와 함께 제어기를 사용할 수 있도록 제스처(또는 다수의 제스처)의 결정을 사용할 수 있게 한다.
일부 구현들에서, 전자 장치(디바이스)(102)는 또한 하나 이상의 다른 모듈들, 인터페이스들 또는 시스템들을 포함하거나 이와 관련될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전자 장치(102)는 3D 제스처 모듈(116)을 포함하는데, 이는 레이더 데이터에 기초하여 3D 제스처를 결정하는 것과 관련된 정보 및 3D 제스처에 대응하는 액션과 관련된 정보를 모두 저장할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 3D 제스처 모듈(116)은 시그니처 매니저(106)의 일부로서 도시되어 있다. 그러나, 다른 구현들에서, 3D 제스처 모듈(116)은 전자 장치(102)의 일부이거나 그로부터 분리될 수 있는 개별 엔티티일 수 있다.
3D 제스처는 전자 장치(102)로 향하는 움직임 또는 전자 장치(102)부터의 멀어지는 움직임, 측면으로의 움직임, 축을 중심으로 오브젝트(112)의 회전 등을 포함하여, 오브젝트(112)로 만들어진 다양한 제스처 중 임의의 것일 수 있다. 일부 경우에, 오브젝트(112)는 사용자의 신체(예: 손가락 또는 손목)에 착용된 오브젝트일 수 있고, 레이더 시그니처 매니저는 사용자가 만든 3D 제스처(예를 들면, 수평 치수를 따라 전자 장치(102) 위로 손을 이동시킴으로써 만들어진 스크롤 제스처(예를 들어, 전자 장치(102)의 왼쪽에서 전자 장치(102)의 오른쪽으로), 팔꿈치에 대해 사용자의 팔이 회전하면서 흔들리는 제스처, 사용자의 손을 전자 장치(102) 위로 수직 치수를 따라 이동시킴으로써 행해지는 푸시 제스처(예를 들어, 전자 장치(102)의 하부에서 전자 장치(102)의 상부로))를 감지하는 데 사용할 수 있다. 사용자의 손을 전자 장치(102)를 향해 이동시킴으로써 행해지는 도달(reaching) 제스처, 가상 손잡이를 잡기 위해 사용자의 손의 손가락을 컬링하고 가상 손잡이를 돌리는 동작을 모방하기 위해 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 회전시키는 노브 회전(knob-turning) 제스처, 및 엄지와 적어도 하나의 다른 손가락을 함께 문지르는 스핀들 비틀림(spindle-twisting) 제스처와 같은 다른 유형의 3D 제스처 또는 모션이 또한 이루어질 수 있다. 이들 예시적인 제스처 유형 각각은 레이더 시스템(104)에 의해 검출될 수 있다.
레이더 데이터 또는 하나 이상의 레이더 데이터 서브세트를 기반으로, 시그니처 매니저(106)는 오브젝트(112)에 의해 3D 제스처를 검출하고 제스처가 전자 장치(102)의 특정 기능 또는 액션(동작)에 대응하는지를 (예를 들어, 3D 제스처 모듈(116)를 사용하여) 결정할 수 있다. 특정 기능 또는 액션(동작)은 애플리케이션 (예: 애플리케이션을 탐색, 선택 또는 열기)과 상호 작용하거나 게임, 미디어 플레이어 또는 다른 애플리케이션에 대한 사용자 인터페이스를 제어하는 등의 다양한 기능 또는 동작중 하나일 수 있다. 이러한 방식으로, 레이더 시스템(104)은 전자 장치(102)의 터치없는 제어를 제공할 수 있다. 예시적인 3D 제스처 및 대응하는 동작이 아래에 추가로 상세히 설명된다.
도 3-6에 도시된 바와 같이, 레이더 시스템(104)은 레이더 필드(110)를 사용하여 제스처 인식을 위한 높은 해상도 및 정확도를 가능하게 하는 방식으로 레이더 필드(110) 내의 오브젝트로부터의 반사를 감지 및 분석할 수 있다. 또한, 3D 제스처는 미리 정의되거나, 리스트(목록)로부터 선택되거나, 사용자 정의될 수 있다(예를 들어, 사용자는 시그니처 매니저(106) 및 레이더 시스템(104)과 상호 작용하여 특정 액션에 대응하여 고유한 제스처 또는 제스처의 조합을 정의할 수 있다).
보다 상세하게, 도 2를 고려하면, 도 2는 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 구현할 수 있는 전자 장치(102)(레이더 시스템(104), 시그니처 매니저(106), 시그니처 라이브러리(108) 및 선택적으로 3D 제스처 모듈(116) 포함)의 예시적인 구현(200)을 도시한다. 도 2의 전자 장치(102)는 스마트폰(102-1), 스타일러스(102-2), 랩톱(102-3), 데스크톱 컴퓨터(102-4), 컴퓨팅 워치(102-5), 태블릿(102-6), 게임 시스템(102-7), 홈 자동화 및 제어 시스템(102-8), 및 원격 제어(102-9)를 포함하는 다양한 예시적인 장치로 도시되어있다. 전자 장치(102)는 또한 텔레비전, 엔터테인먼트 시스템, 오디오 시스템, 자동차, 드론, 트랙 패드, 드로잉 패드, 넷북, 전자 책 리더, 홈 보안 시스템 및 기타 가전 제품과 같은 다른 장치를 포함할 수 있다. 전자 장치(102)는 웨어러블, 웨어러블이 아닌 모바일 또는 상대적으로 움직이지 않을 수 있다(예를 들어, 데스크톱 및 기기).
전자 장치(102)의 예시적인 전체 측면 치수는 예를 들어 대략 8센티미터 x 대략 15센티미터일 수 있음에 유의해야 한다. 레이더 시스템(104)의 예시적인 풋 프린트는 안테나가 포함된 대략 4밀리미터 x 6밀리미터와 같이 더욱 제한될 수 있다. 전원 및 프로세싱 제한과 결합된 공간 제한 패키지(예: 지문 센서, 기타 비-레이더 센서 등)에서 전자 장치(102)의 많은 다른 바람직한 특징을 수용하기 위해 필요한 레이더 시스템(104)에 대한 제한된 풋 프린트의 요구는 레이더 제스처 검출의 정확성 및 효능(efficacy)의 타협을 야기할 수 있으며, 이들 중 적어도 일부는 본 명세서의 교시에 비추어 극복될 수 있다.
전자 장치(102)는 또한 하나 이상의 컴퓨터 프로세서(202) 및 메모리 매체 및 저장 매체를 포함하는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체(204)를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 매체(204) 상에 컴퓨터 판독 가능 명령어로서 구현된 애플리케이션 및/또는 운영 체제(도시되지 않음)는 본 명세서에 기술된 기능의 일부 또는 전부를 제공하기 위해 컴퓨터 프로세서(202)에 의해 실행될 수 있다. 전자 장치(102)는 또한 네트워크 인터페이스(206)를 포함할 수 있다. 전자 장치(102)는 유선, 무선 또는 광 네트워크를 통해 데이터를 통신하기 위해 네트워크 인터페이스(206)를 사용할 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 네트워크 인터페이스(206)는 근거리 통신망(LAN), 무선 근거리 통신망(WLAN), 개인 영역 네트워크(PAN), WAN(wide-area-network), 인트라넷, 인터넷, P2P 네트워크, P2P(point-to-point) 네트워크 또는 메시 네트워크를 통해 데이터를 통신할 수 있다.
레이더 시스템(104)의 다양한 구현은 시스템-온-칩(SoC), 하나 이상의 집적 회로(IC), 프로세서 명령어가 내장되거나 메모리에 저장된 프로세서 명령어에 액세스하도록 구성된 프로세서, 펌웨어가 내장된 하드웨어, 다양한 하드웨어 컴포넌트가 있는 인쇄 회로 기판 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 레이더 시스템(104)은 자신의 레이더 신호를 송수신함으로써 모노스태틱(monostatic) 레이더로서 동작한다. 일부 구현에서, 레이더 시스템(104)은 또한 외부 환경 내에 있는 다른 레이더 시스템(104)과 협력하여 바이스태틱 레이더, 멀티스태틱 레이더 또는 네트워크 레이더를 구현할 수 있다. 그러나, 전자 장치(102)의 제약 또는 제한은 레이더 시스템(104)의 설계에 영향을 미칠 수 있다. 전자 장치(102)는 예를 들어 레이더를 작동하는데 이용 가능한 제한된 전력, 제한된 계산 능력, 크기 제약, 레이아웃 제한, 레이더 신호를 감쇄 또는 왜곡시키는 외부 하우징 등을 가질 수 있다. 레이더 시스템(104)은 도 3과 관련하여 아래에 더 설명되는 바와 같이, 이러한 제약 조건의 존재하에 향상된 레이더 기능 및 고성능이 실현될 수 있게 하는 여러 특징을 포함한다. 도 2에서, 레이더 시스템(104) 및 시그니처 매니저(106)는 전자 장치(102)의 일부로서 도시되어 있음에 유의한다. 다른 구현에서, 레이더 시스템(104) 및 시그니처 매니저(106) 중 하나 또는 둘 모두는 전자 장치(102)로부터 분리되거나 원격일 수 있다.
이들 및 다른 능력 및 구성뿐만 아니라 도 1의 엔티티가 작용하고 상호 작용하는 방식이 아래에 더 상세히 설명된다. 이들 엔티티는 추가로 분할되거나 결합 될 수 있다. 도 1의 환경(100) 및 도 2 내지 도 14의 상세한 예시는 설명된 기술을 이용할 수 있는 많은 가능한 환경 및 장치 중 일부를 도시한다. 도 3-6은 레이더 시스템(104)의 추가 세부 사항 및 특징을 설명한다. 도 3-6에 도시된 바와 같이, 레이더 시스템(104)은 전자 장치(102)의 컨텍스트에서 설명되지만, 위에서 언급된 바와 같이, 설명된 시스템 및 기술의 특징 및 장점의 적용 가능성은 반드시 그렇게 제한되는 것은 아니며, 다른 유형의 전자 장치를 포함하는 다른 실시 예도 본 교시의 범위 내에 있을 수 있다.
도 3은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 가능하게 하는 데 사용될 수 있는 레이더 시스템(104)의 예시적인 구현(300)을 도시한다. 예 300에서, 레이더 시스템(104)은 통신 인터페이스(302), 안테나 어레이(304), 트랜시버(송수신기)(306), 프로세서(308) 및 시스템 매체(310)(예를 들어, 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체) 중 적어도 하나를 포함한다. 프로세서(308)는 디지털 신호 프로세서, 제어기(컨트롤러), 애플리케이션 프로세서, 다른 프로세서(예를 들어, 전자 장치(102)의 컴퓨터 프로세서(202)) 또는 이들의 일부 조합으로 구현될 수 있다.
전자 장치(102)의 컴퓨터 판독 가능 매체(204)내에 포함되거나 이와 분리될 수 있는 시스템 매체(310)는 감쇠 완화기(attenuation mitigator)(314), 디지털 빔형성기(316), 각도 추정기(318) 또는 전력 매니저(320)와 같은 모듈들 중 하나 이상을 포함한다. 이들 모듈은 전자 장치(102) 내에 레이더 시스템(104)을 통합함으로써 그 영향을 보상 또는 완화함으로써, 레이더 시스템(104)이 특정 레이더 시그니처(예: 특정 레이더 단면적 또는 주파수 응답)를 인식하고, 작거나 복잡한 제스처를 인식하고, 전자 장치(102), 다른 오브젝트(예를 들어, 오브젝트(112)) 또는 사용자의 상이한 특성 배치를 구별하고, 지속적으로 외부 환경을 모니터링하거나, 목표 오경보율(false-alarm rate)을 실현할 수 있게 한다. 이들 특징에 의해, 레이더 시스템(104)은 도 2에 도시된 장치와 같은 다양한 다른 장치 내에서 구현될 수 있다.
통신 인터페이스(302)를 사용하여, 레이더 시스템(104)은 레이더 데이터를 시그니처 매니저(106)에 제공할 수 있다. 통신 인터페이스(302)는 전자 장치(102)와 별도로 구현되거나 내장된 레이더 시스템(104)에 기초한 무선 또는 유선 인터페이스일 수 있다. 애플리케이션에 따라, 레이더 데이터는 원시(미처리) 또는 최소 프로세싱된 데이터, 동 위상 및 직교(I/Q) 데이터, 범위-도플러 데이터, 목표 위치 정보(예를 들어, 범위, 방위, 고도)를 포함하는 프로세싱된 데이터, 클러터(clutter) 지도 데이터 등을 포함할 수 있다. 일반적으로, 레이더 데이터는 레이더-기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 구현하거나 가능하게 하기 위해 시그니처 매니저(106)에 의해 사용 가능한 정보를 포함한다.
안테나 어레이(304)는 적어도 하나의 송신 안테나 소자(도시되지 않음) 및 적어도 2개의 수신 안테나 소자(도 4에 도시됨)를 포함한다. 일부 경우에, 안테나 어레이(304)는 한 번에 다수의 별개의 파형(예를 들어, 송신 안테나 소자마다 상이한 파형)을 송신할 수 있는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 레이더를 구현하기 위해 다수의 송신 안테나 소자를 포함할 수 있다. 다수의 파형의 사용은 레이더 시스템(104)의 측정 정확도를 증가시킬 수 있다. 수신 안테나 요소는 3개 이상의 수신 안테나를 포함하는 구현을 위해 1차원 형상(예를 들어, 라인) 또는 2차원 형상으로 위치될 수 있다. 1차원 형상(형태)은 레이더 시스템(104)이 하나의 각도 치수(예: 방위각 또는 고도)를 측정할 수 있게 하는 한편, 이차원 형상(형태)은 2개의 각도 치수(예: 방위각과 고도)가 측정될 수 있게 한다. 수신 안테나 소자의 예시적인 2차원 배열이 도 4와 관련하여 더 설명된다.
도 4는 수신 안테나 요소(402)의 예시적인 장치(400)를 도시한다. 안테나 어레이(304)가 예를 들어 적어도 4개의 수신 안테나 요소(402)를 포함하면, 수신 안테나 요소(402)는 도 4의 중앙에 도시된 바와 같이 직사각형 배열(404-1)로 배열될 수 있다. 대안적으로, 안테나 배열(304)이 적어도 3개의 수신 안테나 요소(402)를 포함하는 경우, 삼각형 배열(404-2) 또는 L자 배열(404-3)이 사용될 수 있다.
전자 장치(102)의 크기 또는 레이아웃 제약으로 인해, 수신 안테나 요소(402) 사이의 요소 간격 또는 수신 안테나 요소(402)의 수량은 레이더 시스템(104)이 모니터링할 각도에 이상적이지 않을 수 있다. 특히, 요소 간격은 각도 모호성을 야기하여 종래의 레이더가 대상(표적)의 각도 위치를 추정하는 것을 어렵게 할 수 있다. 따라서, 종래의 레이더는 각도 모호성을 갖는 모호한 구역을 피하기 위해 시야(FOV, field of view)(예를 들어, 모니터링될 각도)를 제한하여 오(false) 탐지를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 종래의 레이더는 5mm의 파장 및 3.5mm의 요소 간격(예를 들어, 요소 간격은 파장의 70%)을 사용하여 발생하는 각도 모호성을 피하기 위해 약 -45도 내지 45도 사이의 각도로 시야를 제한할 수 있다. 결과적으로, 종래의 레이더는 시야(시야각)의 45도 한계를 초과하는 대상(표적)을 검출하지 못할 수 있다. 대조적으로, 레이더 시스템(104)은 각도 모호성을 해결하고 레이더 시스템(104)이 대략 -90도 내지 90도 사이의 각도 또는 대략 약 -180도 및 180 도 사이의 각도와 같은, 45도 한계를 초과하는 각도를 모니터링할 수 있게 하는 디지털 빔형성기(316) 및 각도 추정기(318)를 포함한다. 이러한 각도 범위는 하나 이상의 방향(예를 들어, 방위각 및/또는 고도)에 걸쳐 적용될 수 있다. 따라서, 레이더 시스템(104)은 레이더 신호의 중심 파장의 절반보다 작거나 크거나 같은 요소 간격을 포함하여, 다양한 다른 안테나 어레이 설계에 대해 낮은 오경보율을 실현할 수 있다.
안테나 어레이(304)를 사용하여, 레이더 시스템(104)은 스티어링되거나 스티어링되지 않거나, 넓거나 좁거나, 또는 형상화된 (예를 들어, 반구, 큐브, 팬, 원뿔 또는 실린더와 같은) 빔을 형성할 수 있다. 예로서, 하나 이상의 송신 안테나 소자(도시되지 않음)는 스티어링되지 않은 전방향성(omnidirectional) 방사 패턴을 갖거나 넓은 송신 빔(406)과 같은 넓은 빔을 생성할 수 있다. 이들 기술 중 어느 하나는 레이더 시스템(104)이 많은 공간을 조명할 수 있게 한다. 대상 각도 정확도 및 각도 해상도를 달성하기 위해, 수신 안테나 요소들(402) 및 디지털 빔 형성기(316)는 좁은 수신 빔(408)과 같은 수천의 스티어링된 빔들(예를 들어, 2000개의 빔들, 4000개의 빔들, 또는 6000개의 빔들)을 생성하는데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 레이더 시스템(104)은 외부 환경을 효율적으로 모니터링하고 외부 환경 내에서 반사의 도달 각을 정확하게 결정할 수 있다.
도 3으로 돌아가면, 트랜시버(306)는 안테나 어레이(304)를 통해 레이더 신호를 송신 및 수신하기 위한 회로 및 로직을 포함한다. 트랜시버(송수신기)(306)의 컴포넌트는 레이더 신호를 컨디셔닝하기 위한 증폭기, 믹서, 스위치, 아날로그-디지털 변환기, 필터 등을 포함할 수 있다. 송수신기(306)는 또한 변조 또는 복조와 같은 동 위상/직교(I/Q) 오퍼레이션을 수행하는 로직을 포함할 수 있다. 송수신기(306)는 연속파 레이더 동작 또는 펄스 레이더 동작을 위해 구성될 수 있다. 선형 주파수 변조, 삼각 주파수 변조, 계단형 주파수 변조 또는 위상 변조를 포함하는 다양한 변조가 레이더 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
송수신기(306)는 1기가 헤르츠(GHz) 내지 400GHz, 4GHz 내지 100GHz, 또는 57GHz 내지 63GHz와 같은 주파수 범위(예를 들어, 주파수 스펙트럼) 내에서 레이더 신호를 생성할 수 있다. 주파수 스펙트럼은 유사한 대역폭 또는 다른 대역폭을 갖는 다중 서브 스펙트럼으로 나뉠 수 있다. 대역폭은 500MHz, 1GHz, 2GHz 등이 될 수 있다. 예로서, 상이한 주파수 서브 스펙트럼은 대략 57GHz 및 59GHz, 59GHz 및 61GHz, 또는 61 GHz 및 63 GHz의 주파수를 포함할 수 있다. 동일한 대역폭을 갖고 연속적이거나 비연속적일 수 있는 다중 주파수 서브 스펙트럼이 또한 코히어런스(coherence)를 위해 선택될 수 있다. 다중 주파수 서브 스펙트럼은 단일 레이더 신호 또는 다중 레이더 신호를 사용하여 동시에 전송되거나 시간적으로 분리될 수 있다. 인접(contiguous) 주파수 서브 스펙트럼은 레이더 신호가 더 넓은 대역폭을 갖도록하는 반면, 비-인접(non-contiguous) 주파수 서브 스펙트럼은 각도 추정기(318)가 각도 모호성을 해결할 수 있게 하는 진폭 및 위상 차이를 더 강조할 수 있다. 감쇠 완화기(314) 또는 각도 추정기(318)는 도 5 및 6에 대해 더 설명된 바와 같이, 레이더 시스템(104)의 성능을 향상시키기 위해 송수신기(306)가 하나 이상의 주파수 서브 스펙트럼을 이용하게 할 수 있다.
전력 관리자(전원 매니저)(320)는 레이더 시스템(104)이 전자 장치(102) 내부에서 또는 외부에서 전원(전력)을 보존할 수 있게 한다. 일부 구현들에서, 전력 관리자(320)는 시그니처 관리자(106) 또는 스마트폰 전원 관리 인터페이스(118)와 통신하여 레이더 시스템(104) 또는 전자 장치(102) 중 하나 또는 둘 다 내의 전원을 보존(conserve)한다. 내부적으로, 예를 들어, 전력 관리자(320)는 레이더 시스템(104)이 미리정의된 전력(전원) 모드 또는 특정 듀티 사이클을 사용하여 데이터를 수집하게 할 수 있다. 이 경우에, 전력 관리자(320)는 응답 지연 및 전력(전원) 소비가 환경 내의 활동에 기초하여 함께 관리되도록 상이한 전력 모드들 사이에서 동적으로 스위칭(전환)한다. 일반적으로, 전력 관리자(320)는 전력이 보존될 수 있는 시기 및 방법을 결정하고, 레이더 시스템(104)이 전자 장치(102)의 전원(전력) 제한 내에서 동작할 수 있도록 전력 소비를 점진적으로 조정한다. 일부 경우에, 전력 관리자(320)는 남은 가용 전력량을 모니터링하고 이에 따라 레이더 시스템(104)의 동작을 조정할 수 있다. 예를 들어, 잔여 전력량이 적은 경우, 전력 관리자(320)는 고전력 모드로 전환하는 대신 저전력 모드에서 계속 동작할 수 있다.
예를 들어, 저전력 모드는 수 헤르츠(예를 들어, 대략 1Hz 또는 5Hz 미만) 정도의 낮은 듀티 사이클을 사용할 수 있으며, 이는 전력 소비를 수 밀리 와트 (mW)(예를 들어, 약 2mW 및 8mW)로 감소시킨다. 한편, 고전력 모드는 수십 헤르츠(Hz) 정도의 높은 듀티 사이클(예를 들어, 약 20Hz 또는 10Hz보다 큰)을 사용할 수 있으며, 이는 레이더 시스템(104)이 수 밀리 와트의 전력(예를 들어, 대략 6mW와 20mW 사이)을 소비하게 한다. 저전력 모드는 외부 환경을 모니터링하거나 접근하는 사용자를 검출하는데 사용될 수 있지만, 레이더 시스템(104)이 사용자가 제스처를 수행하기 시작한다고 결정하면 전력 관리자(320)는 고전력 모드로 전환할 수 있다. 상이한 트리거는 전력 관리자(320)가 상이한 전력 모드 사이를 전환하게 할 수 있다. 예시적인 트리거는 모션 또는 모션의 부족, 사용자의 출현 또는 소실, 사용자가 지정된 영역(예: 범위, 방위각 또는 고도로 정의된 영역)으로 또는 외부로 이동하는 것, 사용자와 관련된 모션의 속도의 변화, 또는 반사된 신호 강도의 변화(예: 레이더 단면적의 변화로 인해)를 포함한다. 일반적으로, 사용자가 전자 장치(102)와 상호 작용할 가능성이 낮거나 응답 지연이 더 긴 데이터를 선호하는 것을 나타내는 트리거는 전력을 절약하기 위해 저전력 모드가 활성화될 수 있다.
전력 관리자(320)는 또한 비활성 기간 동안 송수신기(306) 내의 하나 이상의 컴포넌트(예를 들어, 전압 제어 발진기, 멀티플렉서, 아날로그-디지털 변환기, 위상 잠금 루프 또는 수정 발진기)를 턴-오프함으로써 전력을 절약할 수 있다. 이러한 비활성 주기는 레이더 시스템(104)이 레이더 신호를 능동적으로 송신 또는 수신하지 않는 경우에 발생하며, 이는 마이크로 초(μs), 밀리 초(ms) 또는 초(들)의 순서일 수 있다. 또한, 전력 관리자(320)는 신호 증폭기에 의해 제공되는 증폭량을 조정함으로써 레이더 신호의 송신 전력을 수정할 수 있다. 또한, 전력 관리자(320)는 전력을 보존(절약)하기 위해 레이더 시스템(104) 내의 상이한 하드웨어 컴포넌트의 사용을 제어할 수 있다. 프로세서(308)가 저전력 프로세서 및 고전력 프로세서(예를 들어, 상이한 양의 메모리 및 계산 능력을 갖는 프로세서)를 포함하는 경우, 전력 관리자(320)는 저레벨 분석(예: 유휴(아이들) 모드 구현, 모션 감지, 사용자 위치 결정 또는 환경 모니터링)을 위한 저전력 프로세서와 고 충실도 또는 정확한 레이더 데이터가 시그니처 매니저(106)에 의해 요청되는 상황에 대해(예: 주의 모드 또는 상호 작용 모드, 제스처 인식 또는 사용자 방위 구현을 위해) 고전력 프로세서를 이용하는 것 사이를 전환할 수 있다.
전술한 내부 절전 기술에 더하여, 전력 관리자(320)는 전자 장치(102) 내에 있는 다른 외부 컴포넌트 또는 센서를 활성화 또는 비활성화함으로써 전자 장치(102) 내의 전력을 보존(절약)할 수 있다. 이러한 외부 컴포넌트는 스피커, 카메라 센서, 글로벌 포지셔닝 시스템, 무선 통신 송수신기, 디스플레이, 자이로스코프 또는 가속도계를 포함할 수 있다. 레이더 시스템(104)은 적은 양의 전력을 사용하여 환경을 모니터링할 수 있기 때문에, 전력 관리자(320)는 사용자의 위치 또는 사용자의 활동에 기초하여 이들 외부 컴포넌트를 적절하게 켜거나 끌 수 있다. 이러한 방식으로, 전자 장치(102)는 자동 차단 타이머 또는 사용자가 전자 장치(102)를 물리적으로 만지거나 구두로 제어하지 않고도 사용자에게 원활하게 응답하고 전력을 절약(보존)할 수 있다. 따라서, 기술된 전력 관리 기술은 여기에 기술된 바와 같이 유휴 모드, 주의(attention) 모드 및 상호 작용 모드의 다양한 구현을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
도 5는 전자 장치(102) 내의 레이더 시스템(104)의 예시적인 구현(500)의 추가 세부 사항을 도시한다. 예 500에서, 안테나 어레이(304)는 유리 커버 또는 외부 케이스와 같은 전자 장치(102)의 외부 하우징 아래에 위치된다. 재료 특성에 따라, 외부 하우징은 레이더 시스템(104)에 의해 전송 및 수신되는 레이더 신호를 감쇠 또는 왜곡시키는 감쇠기(502)로서 작용할 수 있다. 감쇠기(502)는 상이한 유형의 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있으며, 이들 중 일부는 디스플레이 스크린, 외부 하우징 또는 전자 장치(102)의 다른 컴포넌트 내에서 발견될 수 있고 대략 4 내지 10의 유전 상수(예를 들어, relative permittivity)를 갖는다. 따라서, 감쇠기(502)는 레이더 신호(506)에 대해 불투명하거나 반투명하며, (반사된 부분(504)에 의해 도시된 바와 같이) 송신 또는 수신된 레이더 신호(506)의 일부가 반사되게 할 수 있다. 종래의 레이더의 경우, 감쇠기(502)는 모니터링될 수 있는 유효 범위를 감소시키거나, 작은 대상(표적)이 검출되는 것을 방지하거나, 전체 정확도를 감소시킬 수 있다.
레이더 시스템(104)의 전송 전력이 제한되고 외부 하우징을 재설계하는 것이 바람직하지 않다고 가정하면, 레이더 신호(506)의 하나 이상의 감쇠-의존적 특성(예를 들어, 주파수 서브 스펙트럼(508) 또는 스티어링 각(510)) 또는 감쇠기(502)의 감쇠-의존적 특성들 (예를 들어, 감쇠기(502)와 레이더 시스템(104) 사이의 거리(512) 또는 감쇠기(502)의 두께(514))은 감쇠기(502)의 효과를 완화시키도록 조정된다. 이들 특성 중 일부는 제조 중에 설정되거나 레이더 시스템(104)의 작동 중에 감쇠 완화기(314)에 의해 조정될 수 있다. 감쇠 완화기(314)는, 예를 들어, 송수신기(306)가 선택된 주파수 서브 스펙트럼(508) 또는 스티어링 각(조향각)(510)을 사용하여 레이더 신호(506)를 송신하게 하고, 플랫폼이 레이더 시스템(104)을 감쇠기(502)로부터 더 멀거나 가깝게 이동시켜 거리(512)를 변경하게 하거나, 또는 감쇠기(502)의 두께(514)를 증가시키기 위해 다른 감쇠기를 적용하도록 사용자에게 프롬프트하게 할 수 있다.
감쇠기(502)의 미리 결정된 특성(예를 들어, 전자 장치(102)의 컴퓨터 판독 가능 매체(204) 또는 시스템 매체(310) 내에 저장된 특성)에 기초하여)에 기초하여 감쇠 완화기(314)에 의해 또는 감쇠기(502)의 하나 이상의 특성을 측정하기 위해 레이더 신호(506)의 리턴을 프로세싱함으로써 적절한 조정이 이루어질 수 있다. 감쇠-의존적 특성 중 일부가 고정되거나 제한되더라도, 감쇠 완화기(314)는 각 파라미터의 균형을 맞추고 대상(목표) 레이더 성능을 달성하기 위해 이러한 제한을 고려할 수 있다. 결과적으로, 감쇠 완화기(314)는 레이더 시스템(104)이 감쇠기 (502)의 반대편에 위치한 사용자를 검출하고 추적하기 위해 향상된 정확도 및 더 큰 유효 범위를 실현할 수 있게 한다. 이들 기술은 전송 전력을 증가시키는 대안을 제공하는데, 이는 레이더 시스템(104)의 전력 소비를 증가시키거나 감쇠기(502)의 재료 특성을 변경하는데, 이는 장치가 생산되면 어렵고 비용이 많이들 수 있다.
도 6은 레이더 시스템(104)에 의해 구현된 예시적인 방식(scheme)(600)을 도시한다. 방식(600)의 일부는 프로세서(308), 컴퓨터 프로세서(202) 또는 다른 하드웨어 회로에 의해 수행될 수 있다. 방식(600)은 상이한 유형의 전자 장치 및 레이더 기반 애플리케이션(예를 들어, 시그니처 매니저(106))를 지원하도록 커스터마이징될 수 있고, 또한 레이더 시스템(104)이 설계 제약에도 불구하고 목표 각도 정확도를 달성할 수 있게 한다.
송수신기(306)는 수신된 레이더 신호에 대한 수신 안테나 요소(402)의 개별 응답에 기초하여 미가공(원시) 데이터(602)를 생성한다. 수신된 레이더 신호는 각도 모호성 해상도를 용이하게 하기 위해 각도 추정기(318)에 의해 선택된 하나 이상의 주파수 서브 스펙트럼(604)과 연관될 수 있다. 주파수 서브 스펙트럼(604)은 예를 들어 사이드로브(sidelobes)의 양(quantity)을 감소시키거나 사이드로브의 진폭을 감소(예를 들어, 진폭을 0.5dB, 1dB 이상 감소)시키도록 선택될 수있다. 주파수 서브 스펙트럼의 양은 레이더 시스템(104)의 목표 각도 정확도 또는 계산 한계에 기초하여 결정될 수 있다.
미가공 데이터(602)는 수신 안테나 요소들(402)과 각각 연관된 기간, 상이한 파수들(wavenumbers) 및 다수의 채널들에 대한 디지털 정보(예를 들어, 동 위상 및 직교 데이터)를 포함한다. FFT(Fast-Fourier Transform)(606)는 원시 데이터(602)에 대해 수행되어 전처리된 데이터(608)를 생성한다. 전처리된 데이터(608)는 상이한 범위(예를 들어, 레인지 빈) 및 다수의 채널에 대한 기간에 걸친 디지털 정보를 포함한다. 레인지-도플러 데이터(612)를 생성하기 위해 전처리된 데이터(608)에 대해 도플러 필터링 프로세스(610)가 수행된다. 도플러 필터링 프로세스(610)는 다수의 레인지 빈, 다수의 도플러 주파수 및 다수의 채널에 대한 진폭 및 위상 정보를 생성하는 다른 FFT를 포함할 수 있다. 디지털 빔 형성기(316)는 레인지-도플러 데이터(612)에 기초하여 빔 형성(beamforming) 데이터(614)를 생성한다. 빔 형성 데이터(614)는 방위각 및/또는 고도의 세트에 대한 디지털 정보를 포함하며, 이는 디지털 빔 형성기(316)에 의해 상이한 조향각 또는 빔이 형성되는 시야를 나타낸다. 도시되지는 않았지만, 디지털 빔 형성기(316)는 대안적으로 전처리된 데이터(608)에 기초하여 빔 형성(포밍) 데이터(614)를 생성할 수 있고, 도플러 필터링 프로세스(610)는 빔 포밍 데이터(614)에 기초하여 레인지-도플러 데이터(612)를 생성할 수 있다. 계산량을 감소시키기 위해, 디지털 빔 형성기(316)는 관심 범위, 시간 또는 도플러 주파수 간격에 기초하여 전처리된 데이터(608) 또는 레인지-도플러 데이터(612)의 일부를 프로세싱할 수 있다.
디지털 빔 형성기(316)는 싱글-룩(single-look) 빔 형성기(616), 멀티-룩 간섭계(618) 또는 멀티-룩 빔 형성기(620)를 사용하여 구현될 수 있다. 일반적으로, 싱글-룩 빔 형성기(616)는 결정성 오브젝트(예를 들어, 단일 위상 중심을 갖는 포인트-소스 타겟)에 사용될 수 있다. 비-결정성 타겟(예를 들어, 다중 위상 중심을 갖는 타겟)에 대해, 멀티-룩 간섭계(618) 또는 멀티-룩 빔 형성기(620)는 싱글-룩 빔 형성기(616)에 비해 정확도를 향상시키기 위해 사용된다. 인간은 비-결정성 타겟의 예이며, 624-1 및 624-2에 도시된 바와 같이 상이한 종횡 각에 기초하여 변할 수 있는 다중 위상 중심(Phase Centers)(622)을 갖는다. 다중 위상 중심(622)에 의해 생성된 구조적 또는 파괴적 간섭의 변화는 종래의 레이더가 각도 위치를 정확하게 결정하는 것을 어렵게 할 수 있다. 그러나, 멀티-룩 간섭계(618) 또는 멀티-룩 빔 형성기(620)는 빔 형성 데이터(614)의 정확도를 증가시키기 위해 코히어런트(coherent) 평균화를 수행한다. 멀티-룩 간섭계(618)는 각도 정보를 정확하게 결정하는데 사용될 수 있는 위상 정보를 생성하기 위해 2개의 채널을 코히어런트하게 평균화한다. 한편, 멀티-룩 빔 형성기(620)는 푸리에(Fourier), 케이폰(capon), 다중 신호 분류(MUSIC) 또는 MVDR(minimum variance distortionless response)과 같은 선형 또는 비선형 빔 형성기를 사용하여 2개 이상의 채널을 코히어런트하게 평균화할 수 있다. 멀티-룩 빔 형성기(620) 또는 멀티-룩 간섭계(618)를 통해 제공되는 증가된 정확도는 레이더 시스템(104)이 작은 제스처를 인식하거나 사용자의 여러 부분들을 구별할 수 있게 한다.
각도 추정기(318)는 빔 형성 데이터(614)를 분석하여 하나 이상의 각도 위치를 추정한다. 각도 추정기(318)는 신호 처리 기술, 패턴 매칭 기술 또는 기계 학습을 이용할 수 있다. 각도 추정기(318)는 또한 레이더 시스템(104)의 설계 또는 레이더 시스템(104)이 모니터링하는 시야에서 발생할 수 있는 각도 모호성을 해결한다. 예시적인 각도 모호성은 진폭 플롯(626)(예를 들어, 진폭 응답) 내에 도시되어있다.
진폭 플롯(626)은 타겟의 상이한 각도 위치 및 상이한 조향각(510)에 대해 발생할 수 있는 진폭 차이를 도시한다. 제1 각도 위치(630-1)에 위치된 타겟에 대한 제1 진폭 응답(628-1)(실선으로 도시됨)이 도시되어있다. 마찬가지로, 제2 각도 위치(630-2)에 위치된 타겟에 대한 제2 진폭 응답(628-2)(점선으로 도시됨)이 도시되어있다. 이 예에서는 -180도에서 180도 사이의 각도에서 차이를 고려한다.
진폭 플롯(626)에 도시된 바와 같이, 2개의 각도 위치(630-1 및 630-2)에 대해 모호한 구역이 존재한다. 제1 진폭 응답(628-1)은 제1 각도 위치(630-1)에서 가장 높은 피크를 갖고 제2 각도 위치(630-2)에서 더 작은 피크를 갖는다. 가장 높은 피크는 타겟의 실제 위치에 해당하지만, 피크가 작을수록 제1 각도 위치(630-1)를 모호하게 하며, 이는 종래의 레이더가 타겟이 제1 각도 위치(630-1)에 있는지 또는 제2 각도 위치(630-2)에 있는지 자신있게 결정할 수 없는 임계치 내에 있기 때문이다. 대조적으로, 제2 진폭 응답(628-2)은 제2 각도 위치(630-2)에서 더 작은 피크를 갖고, 제1 각도 위치(630-1)에서 더 높은 피크를 갖는다. 이 경우, 더 작은 피크는 타겟(대상, 목표)의 위치에 해당한다.
종래의 레이더는 각도 위치를 결정하기 위해 최고 피크 진폭을 사용하는 것으로 제한될 수 있지만, 각도 추정기(318)는 대신 진폭 응답(628-1 및 628-2)의 형상(형태)의 미묘한 차이를 분석한다. 형상의 특성은 예를 들어 롤오프, 피크 또는 널 폭, 피크 또는 널의 각도 위치, 피크 및 널의 높이 또는 깊이, 사이드로브의 형태, 진폭 응답(628-1, 628-2) 내의 대칭 또는 진폭 응답(628-1 또는 628-2) 내에서 대칭의 결여를 포함할 수 있다. 위상 응답에서 유사한 형상 특성을 분석할 수 있으며, 이는 각도 모호성을 해결하기 위한 추가 정보를 제공할 수 있다. 따라서 각도 추정기(318)는 고유 각도 시그니처 또는 패턴을 각도 위치에 매핑한다.
각도 추정기(318)는 전자 장치(102)의 유형(예를 들어, 계산 능력 또는 전원 제약) 또는 시그니처 매니저(106)에 대한 타겟 각도 해상도에 따라 선택될 수 있는 일련의 알고리즘 또는 툴을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 각도 추정기(318)는 신경망(632), 컨볼루션 신경망(CNN)(634), 또는 LSTM(long short-term memory) 네트워크(636)를 포함할 수 있다. 신경망(632)은 다양한 깊이 또는 양의 은닉층(예: 3개의 은닉층, 5개의 은닉층 또는 10개의 은닉층)을 가질 수 있고 또한 상이한 양의 연결(예를 들어, 신경망 632)은 완전히 연결된 신경망 또는 부분적으로 연결된 신경망을 포함할 수 있다)을 포함할 수 있다. 일부 경우에, CNN(634)은 각도 추정기(318)의 계산 속도를 증가시키기 위해 사용될 수 있다. LSTM 네트워크(636)는 각도 추정기(318)가 타겟을 추적할 수 있게 하는데 사용될 수 있다. 기계 학습 기술을 사용하여, 각도 추정기(318)는 비선형 함수를 사용하여 진폭 응답(628-1 또는 628-2)의 형상을 분석하고 각도 확률 데이터(638)를 생성하는데, 이는 사용자 또는 사용자의 일부가 각도 빈 내에 있을 가능성을 나타낸다. 각도 추정기(318)는 전자 장치(102)의 왼쪽 또는 오른쪽에 있는 타겟의 확률을 제공하기 위해 또는 2개의 각도 빈과 같은 몇 개의 각도 빈에 대한 각도 확률 데이터(638)를 제공하거나 수천 개의 각도 빈(예를 들어, 연속 각도 측정을 위한 각도 확률 데이터(638)를 제공하기 위해)에 대한 각도 확률 데이터(638)를 제공할 수 있다.
각도 확률 데이터(638)에 기초하여, 추적기(트래커) 모듈(640)은 타겟의 각도 위치를 식별하는 각도 위치 데이터(Angular Position Data)(642)를 생성한다. 추적기 모듈(640)은 각도 확률 데이터(638)에서 가장 높은 확률을 갖는 각도 빈(angular bin)에 기초하거나 예측 정보(예를 들어, 이전에 측정된 각도 위치 정보)에 기초하여 타겟의 각도 위치를 결정할 수 있다. 추적기 모듈(640)은 또한 레이더 시스템(104)이 타겟을 확실하게 구별하거나 식별할 수 있도록 하나 이상의 이동 타겟을 추적할 수 있다. 범위, 도플러, 속도 또는 가속도를 포함한 각도 위치를 결정하는 데 다른 데이터를 사용할 수도 있다. 일부 경우에, 추적기 모듈(640)은 알파-베타 추적기, 칼만 필터, MHT(multiple hypothesis tracker) 등을 포함할 수 있다.
양자화기 모듈(644)은 각도 위치 데이터(642)를 획득하고 데이터를 양자화하여 양자화된 각도 위치 데이터(646)를 생성한다. 양자화는 시그니처 매니저(106)에 대한 타겟 각도 해상도에 기초하여 수행될 수 있다. 일부 상황에서, 양자화된 각도 위치 데이터(646)가 타겟이 전자 장치(102)의 오른쪽에 있는지 왼쪽에 있는지를 나타내거나 또는 타겟이 위치하는 90도 사분면을 식별하도록 더 적은 양자화 레벨이 사용될 수 있다. 이는 사용자 근접 검출과 같은 일부 레이더 기반 애플리케이션에 충분할 수 있다. 다른 상황에서, 양자화된 각도 위치 데이터(646)가 1도, 1도, 5도 등의 분수의 정확도 내에서 타겟의 각도 위치를 나타내도록 더 많은 수의 양자화 레벨이 사용될 수있다. 이 해상도는 제스처 인식과 같은 고해상도 레이더 기반 애플리케이션, 또는 여기에 설명된 주의(attention) 모드 또는 상호 작용 모드의 구현에 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 디지털 빔 형성기(316), 각도 추정기(318), 추적기 모듈(640) 및 양자화기 모듈(644)은 단일 머신 학습 모듈에서 함께 구현된다.
도 1-6의 엔티티가 작동하고 상호 작용하는 방식뿐만 아니라 이들 및 기타 기능 및 구성이 아래에 설명되어 있다. 설명된 엔티티는 다른 센서 또는 컴포넌트 등과 함께 더 분할, 결합, 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 레이더 시스템(104) 및 비-레이더 센서의 상이한 구성을 갖는 전자 장치(102)의 상이한 구현은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 구현하는데 사용될 수 있다. 도 1의 예시적인 운영 환경(100) 및 도 2-6의 상세한 예시는 설명된 기술을 이용할 수 있는 많은 가능한 환경 및 장치 중 일부를 도시한다.
예시적인 레이더 이미지 셰이퍼
도 7 및 도 8은 레이더-기반 셰이퍼(114)의 예시적인 구현을 도시하며, 이는 레이더-기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 가능하게 하는 데 사용될 수 있다. 도 7은 8개의 삼면(trihedral) 코너 반사기(702)를 포함하는 팔면체 인 레이더-이미지 셰이퍼의 예시적인 구현(700)을 도시한다. 일반적으로, 삼면 코너 반사기는 3개의 직교하는 평평한 표면으로 구성된 형상(형태)이다. 이 형상은 레이더 신호를 반사하는 재료로 만들어질 때 신호를 다시 소스로 반사한다. 예시적인 구현(700)에서, 개별 삼면 코너 반사기(702-1 내지 702-8)는 삼각형 표면으로 만들어 지지만, 도 8을 참조하여 설명된 바와 같이 다른 형상이 사용될 수도 있다.
도 8은 일반적으로 800에서 레이더-이미지 셰이퍼의 예시적인 구현들(802 및 804)을 도시한다. 예시적인 레이더-이미지 셰이퍼(802)에서, 개별 삼면 코너 반사기(806)는 직사각형 표면으로 만들어진다. 예시적인 레이더-이미지 셰이퍼(804)에서, 개별 삼면 코너 반사기(808)는 1/4 원형 표면으로 만들어진다. 레이더-이미지 셰이퍼(114, 700, 802 및 804)는 도 7 및 8에 도시되어있으며, 도 7 및 도 8을 참조하면 하나 이상의 축(예: 레이더 이미지 셰이퍼의 중심에 원점이 있는 x-y-z 좌표 시스템의 축)을 기준으로 대칭적인 것으로서, 설명된 형상의 비대칭 구현이 사용될 수도 있다. 비대칭 형상은 오브젝트(예를 들어, 오브젝트(112))의 특성 배치를 결정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 비대칭 레이더-이미지 셰이퍼(114)는 하나의 레이더-이미지 셰이퍼(114)만이 오브젝트(112)와 함께 사용될 때 레이더 시스템(104)이 오브젝트의 방위(또는 특성 배치의 다른 양태)를 결정할 수 있게 하는 레이더 시그니처를 가질 수 있다. 레이더-이미지 셰이퍼에는 다른 대칭 또는 비대칭 형상(도 7 또는 8에 도시되지 않음)이 사용될 수도 있다(예를 들어 구 또는 타원체 솔리드 또는 3면체(삼면) 또는 구형(spherical indentations)(딤플)가 있는 구 또는 타원체 솔리드).
도 1, 도 7, 또는 8중 어느 하나 또는 모두를 참조하여 설명된 예시적인 레이더-이미지 셰이퍼는 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 레이더 신호를 반사하는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 일반적으로, 레이더-이미지 셰이퍼(114)는 레이더 신호의 파장의 배수인 에지 길이를 갖는다. 따라서 mm 이하의 파장을 가진 레이더 신호의 경우, 레이더-이미지 셰이퍼를 포함하는 코너 반사기는 파장의 배수(multiple)의 에지 길이(예를 들어, 가장 긴 에지 길이)를 가질 수 있다(예를 들어, 1mm와 10mm 사이, 예컨대 3.5 mm 또는 5 mm). 다른 경우에, 레이더 신호의 상이한 파장으로, 레이더-이미지 셰이퍼의 에지 길이는 상이한 길이일 수 있다.
또한, 상이한 재료가 레이더 신호의 상이한 주파수를 흡수 및 반사하고, 시그니처 매니저(106)는 특정 주파수 범위에서 반사되는 레이더 신호의 비율에 기초하여 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 레이더 시그니처를 결정할 수 있다. 예를 들어, 시그니처 라이브러리(108)는 일부 또는 모든 형상에 대한 상이한 재료 및 상이한 형상의 레이더-이미지 셰이퍼에 대한 벤치마크 레이더 시그니처를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 레이더-이미지 셰이퍼는 하나 이상의 재료로 만들어질 수 있으며, 이는 시그니처 매니저(106)가 동일한 형상의 다수의 레이더-이미지 셰이퍼(114)를 구별할 수 있게 한다.
레이더-이미지 셰이퍼가 제1 재료(예를 들어, 알루미늄 합금)로 제조된 제1 부분 및 제2 재료(예를 들어, 다른 유형의 알루미늄 합금)로 제조된 제2 부분을 갖는 예를 고려하자. 제1 재료는 특정 범위의 주파수 내의 레이더 신호를 흡수할 수 있고, 제2 재료는 제2 범위의 주파수 내의 레이더 신호를 흡수할 수 있다. 이 예에서, 제2 주파수 범위의 적어도 일부는 제1 주파수 범위에 포함되지 않는다고 가정하자. 이런 방식으로, 시그니처 매니저(106)는 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 두 부분을 구별할 수 있으며, 이는 시그니처 매니저(106)가 레이더-이미지 셰이퍼(114) 및 해당 오브젝트(112)의 특성 배치를 더 높은 정확도 수준으로 결정할 수 있게 한다.
또한, 언급한 바와 같이, 레이더-이미지 셰이퍼(114)는 오브젝트(예를 들어, 오브젝트(112))에 부착 또는 통합될 수 있고, 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 특성 배치 및 오브젝트의 해당 특성 배치를 결정함으로써 전자 장치(102)와 같은 시스템 또는 장치를 제어하는데 사용될 수 있다. 오브젝트는 레이더 필드(110)와 같은 레이더 신호에 적어도 부분적으로 투명한 재료로 만들어질 수 있기 때문에, 레이더-이미지 셰이퍼(114)는 솔리드(및 불투명한) 재료로 싸여있을 수 있으며, 이는 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 손상을 방지하고 사용자가 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 날카로운 에지 또는 코너에 의해 부상을 입는 것을 방지한다. 대조적으로, 원격 오브젝트로 시스템을 제어하기 위한 종래의 방법은 종종 카메라나 적외선 신호를 사용하는데, 이를 둘러싸지(encased) 못한다. 따라서 레이더 기반 애플리케이션용 레이더 이미지 셰이퍼는 더 적은 전력 소비로 정확한 측정을 제공하면서 더 많은 디자인(모양, 재료, 색상 등)을 선택할 수 있으며, 이는 사용자 경험을 향상시킬 수 있다.
예시적인 방법
도 9 및 10은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 가능하게 하는 예시적인 방법(900)을 도시한다. 방법(900)은 레이더 시스템을 사용하여 레이더 필드를 제공하는 전자 장치로 수행될 수 있다. 레이더 필드는 레이더 필드에서 오브젝트의 존재를 결정하는 데 사용된다. 레이더 필드는 또한 오브젝트의 인텐션 레벨(intention level)을 결정하는데 사용될 수 있고, 인텐션 레벨은 오브젝트가 전자 장치와 상호 작용할 것인지를 결정하는데 사용될 수 있다. 오브젝트의 인텐션의 결정에 기초하여, 전자 장치는 다양한 기능 및 전력 사용 모드를 입력 및 종료할 수 있다.
방법(900)은 수행된 동작을 특정하는 블록 세트로서 도시되어 있지만, 각 블록에 의해 동작을 수행하기 위해 도시된 순서 또는 조합에 반드시 한정되는 것은 아니다. 또한, 하나 이상의 동작 중 임의의 것이 반복, 조합, 재구성 또는 연결되어 광범위한 추가 및/또는 대안적인 방법을 제공할 수 있다. 이하의 설명의 일부에서, 도 1의 예시적인 동작 환경(100) 또는 도 2-6에 상세히 설명된 엔티티 또는 프로세스가 참조될 수 있다. 이 기술은 하나의 엔티티 또는 하나의 장치에서 작동하는 여러 엔티티에 의한 성능으로 제한되지 않는다.
902에서, 레이더 필드가 제공된다. 이 레이더 필드는 레이더 시스템(예를 들어, 레이더 시스템 (104)) 및 레이더 시그니처 매니저(예를 들어, 시그니처 라이브러리(108) 및 3D 제스처 모듈(116) 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있는 시그니처 매니저(106))를 포함하거나 이와 관련된 다양한 전자 장치들(예를 들어, 상술한 전자 장치(102)) 중 임의의 것에 의해 제공될 수 있다. 또한, 레이더 필드는 상술한 레이더 필드(110)와 같은 다양한 유형의 레이더 필드 중 임의의 것일 수 있다.
904에서, 레이더 필드 내의 오브젝트로부터의 반사는 레이더 시스템에 의해 감지된다. 오브젝트는 목재, 플라스틱, 금속, 직물 또는 유기 물질(예를 들어, 전술한 오브젝트(112)과 같은 게임 제어기 또는 스타일러스, 또는 사람의 신체 일부)과 같은 다양한 오브젝트일 수 있다. 레이더 필드 내의 오브젝트는 도 7 및 도 8에 도시되고, 전술한 레이더-이미지 셰이퍼(114)와 같은 적어도 하나의 레이더-이미지 셰이퍼를 포함하거나 이에 부착된다.
906에서, 레이더 필드 내의 오브젝트로부터의 반사가 분석된다. 분석은 임의의 다양한 엔티티(예를 들어, 레이더 시스템(104), 시그니처 매니저(106) 또는 다른 엔티티)에 의해 수행될 수 있으며, 도 3-6을 참조하여 설명된 것과 같은 다양한 동작 또는 결정을 포함할 수 있다.
908에서, 반사의 분석에 기초하여, 레이더 데이터가 제공된다(예를 들어, 도 1-6을 참조하여 설명된 레이더 데이터). 레이더 데이터는 레이더 시스템(104), 시그니처 매니저(106) 또는 다른 엔티티와 같은 다양한 엔티티 중 어느 하나에 의해 제공될 수 있다. 일부 구현에서, 레이더 시스템은 레이더 데이터를 제공하고 다른 엔티티(예를 들어, 설명된 레이더 기반 애플리케이션, 라이브러리 또는 모듈 중 임의의 것)에 레이더 데이터를 전달할 수 있다. 방법(900)의 설명은 도 10의 블록(910) 이전의 문자 "A"에 대응하는, 도 9의 블록(908) 이후의 문자 "A"로 표시된 바와 같이 도 10에서 계속된다.
910에서, 레이더 시스템은 레이더 데이터의 하나 이상의 서브세트를 사용하여 레이더-이미지 셰이퍼의 레이더 시그니처를 검출한다. 예를 들어, 레이더 시스템(104)은 시그니처 매니저(106)가 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 레이더 시그니처을 검출하기 위해 사용하는 레이더 데이터를 생성할 수 있다.
912에서, 검출된 레이더 시그니처는 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 대응하는 벤치마크 레이더 시그니처와 비교된다. 예를 들어, 시그니처 매니저(106)는 레이더 이미지 셰이퍼(114)의 다양한 특징(예를 들어, 특정 재료, 모양, 코너, 에지, 표면 또는 이들의 조합과 관련된 레이더 데이터의 특성)을 결정하기 위해 레이더 데이터의 하나 이상의 서브세트를 사용함으로써 검출된 레이더 시그니처를 벤치마크 레이더 시그니처와 비교할 수 있고, 검출된 특징은 벤치마크 레이더 시그니처의 해당 알려진 특징과의 매칭을 결정하기 위해 분석될 수 있다. 도 1을 참조하여 언급된 바와 같이, 일부 구현들에서, 레이더-시그니처 매니저는 검출된 레이더 시그니처를 레이더-이미지 셰이퍼의 상이한 특성 배치에 대응하는 복수의 벤치마크 레이더 시그니처과 비교할 수 있다. 예를 들어, 시그니처 매니저(106)는 검출된 레이더 시그니처를 복수의 벤치마크 레이더 시그니처(예를 들어, 시그니처 라이브러리(108)과 같은 메모리 위치에 저장된 벤치마크 레이더 시그니처)와 비교할 수 있다.
914에서, 검출된 레이더 시그니처와 벤치마크 레이더 시그니처의 비교에 기초하여, 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭하거나 매칭하지 않는 것으로 결정된다. 예를 들어, 시그니처 매니저(106)는 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭한다고 결정할 수 있다.
916에서, 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 일치한다고 결정한 것에 응답하여, 레이더 필드에서의 오브젝트의 특성 배치는 매칭된 벤치마크 레이더 시그니처에 대응하는 레이더-이미지 셰이퍼의 특성 배치에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 시그니처 매니저(106)는 매칭된 벤치 마크 레이더 시그니처에 대응하는 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 특성 배치에 기초하여, 레이더 필드에서의 오브젝트의 특성 배치를 결정할 수 있다. 언급한 바와 같이, 시그니처 메니저(106)는 전자 장치(102)를 참조하여 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 특정 특성 배치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 특징적 배치에 대응하는 오브젝트(112)의 특징적 배치를 포함하는 데이터를 저장할 수 있는 시그니처 라이브러리(108)와 같은 시그니처 라이브러리를 사용하여, 시그니처 매니저(106)는 또한 오브젝트(112)의 특징적인 배치를 결정할 수 있다.
일부 구현에서, 레이더-시그니처 매니저는 또한 하나 이상의 레이더 데이터의 서브세트를 사용하여 (예를 들어, 시간에 따른 오브젝트의 특성 배치를 결정하기 위해 레이더 데이터를 사용함으로써) 레이더 필드에서 오브젝트의 특성(특징적) 배치의 변화를 결정할 수 있다. 레이더-시그니처 매니저는 또한 오브젝트의 특성 배치에서의 하나 이상의 변화에 기초하여 오브젝트에 의한 제스처를 (예를 들어, 후술되는 3D 제스처 모듈(116)과 같은 3차원(3D) 제스처 라이브러리를 사용하여) 결정할 수 있다. 레이더-시그니처 매니저는 제스처에 대응하는 전자 장치의 기능을 결정하고 전자 장치로 하여금 제스처에 대응하는 기능을 제공하게 할 수 있다.
예를 들어, 도 11 내지 도 13은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼의 추가 세부 사항을 구현할 수 있는 오브젝트 및 장치의 예시적인 구현을 도시한다. 도 11은 전자 장치(102)와 같은 전자 장치와 상호 작용하기 위해 사용될 수 있는 오브젝트(112)(이 경우 스타일러스(1102))의 예시적인 구현(1100)을 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 스타일러스(1102)는 하우징을 가지며, 스타일러스 내에 통합된 레이더-이미지 셰이퍼(예를 들어, 레이더-이미지 셰이퍼(114))를 포함한다. 레이더-이미지 셰이퍼(114)는 레이더 시스템(104)이 레이더-이미지 셰이퍼(114)의 특성 배치를 결정하고 스타일러스(1102)의 특성 배치를 결정하기 위해 사용할 수 있는 레이더 시그니처(예를 들어, 레이더 필드(110) 또는 다른 소스로부터의 레이더 신호의 반사)를 갖는다. 언급된 바와 같이, 일부 구현들에서, 다른 수의 레이더-이미지 셰이퍼(114) (예를 들어, 2개 또는 3개)가 오브젝트(112)에 부착될 수 있고, 레이더-이미지 셰이퍼(114)는 스타일러스(1102) 상의 또는 그 내에 다른 위치에 있을 수 있다.
예를 들어, 도 12는 오브젝트(112) (이 경우 다른 스타일러스(1202))의 다른 예시적인 구현(1200)을 도시한다. 스타일러스(1202)는 하우징을 포함하고 스타일러스(1202)의 하우징 내에 통합된 2개의 레이더-이미지 셰이퍼(예를 들어, 2개의 레이더-이미지 셰이퍼(114))를 갖는다. 도시된 바와 같이, 스타일러스(1202)는 스타일러스 하우징의 일 단부에 더 가까이 통합된 레이더-이미지 셰이퍼(1204) 및 스타일러스 하우징의 다른 단부에 더 가까이 통합된 다른 레이더-이미지 셰이퍼(1206)를 포함한다. 일부 구현들에서, 레이더-이미지 셰이퍼들은 상이한 형상들, 상이한 재료들로 제조된 상이한 형상들 또는 둘 모두일 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 레이더-이미지 셰이퍼(1204)는 딤플을 갖는 구형이고 다른 레이더-이미지 셰이퍼(1206)는 도 7을 참조하여 설명된 레이더-이미지 셰이퍼(114)와 유사한 팔면체(octahedron)(예: 8개의 삼면 코너 반사판(반사기)으로 만든 8면체)로 배열된 코너 반사기(반사판)로부터 제조된다. 스타일러스(1102 및 1202)가 일반적으로 원통형인 것으로 도시되어 있지만, 다른 형상 및 단면이 사용될 수 있다(예를 들어, 타원형).
다수의 레이더-이미지 셰이퍼를 갖는 일부 구현에서, 레이더-이미지 셰이퍼는 레이더 신호의 파장(예를 들어, 레이더 필드(110))에 기초하여 이격된다. 예를 들어, 다수의 레이더-이미지 셰이퍼들 사이의 거리는 파장의 배수(예를 들어, 파장의 2, 4 또는 6 배)에 기초할 수 있다. 다른 경우에, 3센티미터 (cm), 5cm, 7cm 또는 10cm와 같이 다수의 레이더-이미지 셰이퍼들 사이의 거리는 고정될 수 있다. 또한, 레이더-이미지 셰이퍼의 수는 레이더 시스템에 의해 검출될 수 있는 특징적인 배치의 양태 또는 특징적인(특성) 배치와 관련된 세부사항의 양(amount of detail)에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 단일 레이더-이미지 셰이퍼는 레이더 시스템이 포인트를 검출하고 그 특성 배치를 결정할 수 있게 하고, 2개의 레이더-이미지 셰이퍼는 레이더 시스템이 세그먼트를 검출하고 그 특성 배치를 결정할 수 있게 한다.
도 13은 전자 장치(102)와 같은 전자 장치와 상호 작용하는데 사용될 수 있는 오브젝트(112)(이 경우, 게임 제어기(1302))의 다른 예시적인 구현(1300)을 도시한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 게임 제어기(1302)는 하우징을 가지며 하우징 내에 통합된 2개의 레이더-이미지 셰이퍼(1304 및 1306)(예를 들어, 2개의 레이더-이미지 셰이퍼(114))를 포함한다. 레이더-이미지 셰이퍼(1304)는 8개의 삼면 코너 반사기로 만들어진 팔면체이고, 레이더-이미지 셰이퍼(1306)는 딤플이 있는 구이다. 이들이 상이한 형상이기 때문에, 레이더-이미지 셰이퍼(1304) 및 레이더-이미지 셰이퍼(1306)는 상이한 레이더 시그니처(예를 들어, 레이더 필드(110) 또는 다른 소스로부터의 레이더 신호의 반사)를 갖는다. 상이한 레이더 시그니처를 갖는 것은 레이더 시스템(104)이 레이더-이미지 셰이퍼(1304)와 레이더-이미지 셰이퍼(1306)를 구별할 수 있게 하고, 레이더 시스템(104)은 상이한 레이더 시그니처를 이용하여 레이더-이미지 셰이퍼(1304 및 1306)의 특성 배치를 결정할 수 있으며, 이에 의해 게임 제어기(1302)의 특성 배치를 결정한다. 오브젝트(112)(도시되지 않음)의 다른 예의 구현은 스마트폰 케이스(예를 들어, 하나 이상의 위치에 레이더-이미지 셰이퍼(114)를 갖는), 장치 또는 기기를 위한 원격 제어기 등을 포함한다.
또한, 레이더 시스템(104)(및 시그니처 매니저(106))은 오브젝트(112)(예를 들어, 스타일러스(1102), 스타일러스(1202) 및 게임 제어기(1302))의 특성 배치를 결정할 수 있기 때문에, 오브젝트(112)는 도 1과 관련하여 설명된 바와 같이 3D 제스처를 만드는 데 사용될 수 있다.
예를 들어, 스타일러스(1102 또는 1202) 중 하나와 같은 스타일러스, 및 전자 장치(102)를 제어하거나 추가 기능을 제공하는데 사용될 수 있는 3D 제스처를 검출하기 위해 레이더 신호(예를 들어, 레이더 필드 (110))를 사용하는 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(102))를 고려하자. 이 예에서, 사용자는 추가 기능을 제공하거나 기존 기능을 보다 쉽고 직관적으로 만드는 다양한 제스처를 만들 수 있다. 예를 들어, 레이더 기반 드로잉 애플리케이션에서, 사용자는 선 두께 또는 브러쉬 크기를 증가 또는 감소시키기 위해 스타일러스를 엄지와 손가락 사이 또는 두 손가락 사이에서 회전시킬 수 있다. 사용자는 "shaking" 제스처를 사용하여 다른 브러시를 선택하거나 브러시 또는 펜에서 지우개로 변경할 수 있다. 유사하게, 레이더 기반 드로잉 애플리케이션에서, 사용자는 2½ D 또는 전체 3D로 그리거나 스케치할 수 있다. 또한, 편집 기능을 갖는 레이더 기반 애플리케이션에서, 사용자는 스크린 또는 다른 표면 상에 그릴 수 있고 스타일러스로 3D 제스처를 사용하여 2D 드로링(drawings)으로부터 3D 볼륨을 생성할 수 있다(예: 2D 정사각형 또는 원에서 코너 또는 기타 PP(perimeter point)를 선택하고 화면에서 스타일러스를 들어올려 큐브 또는 구를 만든다). 3D 오브젝트가 존재하면 3D 제스처를 사용하여 3D 오브젝트를 회전, 절단 또는 조작할 수 있다.
레이더-기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 위한 설명된 기술 및 장치는 또한 다른 용도를 갖는다는 것을 주목해야 한다. 예를 들어, 사용자는 3D 프린터 또는 다른 장치를 사용하여 미리정의된 특정 레이더 시그니처가 있는 커스터마이징 컨트롤을 만들 수 있다. 레이더 기반의 홈 오토메이션 시스템, 비디오/오디오 장비 등에 대한 아날로그 컨트롤로 (예를 들어, 힘이나 손재주가 제한된 사용자가) 사용할 수 있는 커스터마이징 노브 또는 다이얼 컨트롤을 고려한다. 이러한 방식으로 사용자는 추가 전자 장치없이 다양한 하드웨어, 소프트웨어 및 애플리케이션을 제어할 수 있는 커스텀 리모콘 컨트롤을 사용할 수 있다.
또한, 인증을 위해 커스터마이징 스타일러스 또는 다른 컨트롤(제어기)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 사용자를 인증하는 3D 제스처를 만드는 데 사용될 수 있는 커스텀 키 포브(fob) 또는 다른 장치를 가질 수 있다. 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 위한 이러한 기술들은 다른 기술들보다 더 개인적이고 안전할 수 있음에 유의해야 한다. 3D 제스처는 일반적으로 인증되지 않은 사람(예 : 비밀번호)이 얻을 수 있는 것이 아니라 사용자의 신체나 얼굴을 포함하더라도 사용자의 레이더 이미지가 (예: 카메라를 사용하여 제어기 또는 제스처를 추적하고 검출하는 경우) 사용자를 사진이나 비디오처럼 시각적으로 식별하지 못하기 때문에 발생한다.
그럼에도 불구하고, 상기 설명에 더하여, 사용자는 본 명세서에 기술된 시스템, 프로그램, 모듈 또는 특징 중 어느 것이 사용자 정보(예: 사용자의 소셜 네트워크, 소셜 활동 또는 활동, 직업, 사용자의 선호도 또는 사용자의 현재 위치에 대한 정보)의 수집을 가능하게 할 수 있는지 여부 및 사용자에게 서버로부터 콘텐츠 또는 통신이 전송되는지 여부와 시기에 대해 사용자가 선택을 할 수 있게 하는 제어를 제공받을 수 있다. 또한, 특정 데이터는 개인 식별 정보가 제거되도록 저장 또는 사용하기 전에 하나 이상의 방식으로 처리될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 신원은 사용자에 대한 개인 식별 정보가 결정되지 않도록 처리될 수 있거나, 위치 정보가 획득되는 위치(도시, 우편 번호 또는 주 수준(state level)과 같은)에서 사용자의 지리적 위치가 일반화될 수 있고, 사용자의 특정 위치를 확인할 수 없다. 따라서, 사용자는 사용자에 대해 어떤 정보가 수집되는지, 그 정보가 어떻게 사용되는지, 그리고 어떤 정보가 사용자에게 제공되는지에 대해 제어할 수 있다.
예시적인 컴퓨팅 시스템
도 14는 이전의 도 1-13을 참조하여 설명된 바와 같이 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 구현하기 위해 임의의 유형의 클라이언트, 서버 및/또는 전자 장치로서 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 시스템(1400)의 다양한 컴포넌트를 도시한다.
컴퓨팅 시스템(1400)은 장치 데이터(1404)(예: 레이더 데이터, 3D 제스처 데이터, 인증 데이터, 참조 데이터, 수신된 데이터, 수신중인 데이터, 브로드캐스트를 위해 예약된 데이터 및 데이터의 데이터 패킷)의 유선 및/또는 무선 통신을 가능하게 하는 통신 장치(1402)를 포함한다. 장치 데이터(1404) 또는 다른 장치 콘텐츠는
장치의 구성 설정, 장치상에 저장된 미디어 콘텐츠 및/또는 장치의 사용자 또는 오브젝트와 관련된 정보(예: 레이더 필드 내 개인의 신원, 커스터마이징된 제스처 데이터 또는 레이더 이미지 셰이퍼의 레이더 시그니처)를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1400)에 저장된 미디어 콘텐츠는 임의의 유형의 레이더, 생체 인식, 오디오, 비디오 및/또는 이미지 데이터를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1400)은 인간 발화, 레이더 필드와의 상호 작용, 터치 입력, 사용자 선택 가능 입력 (명시적 또는 암시적), 메시지, 음악, 텔레비전 미디어 콘텐츠, 콘텐츠 및/또는 데이터 소스로부터 수신된 임의의 다른 유형의 오디오, 비디오 및/또는 이미지 데이터와 같은 임의의 유형의 데이터, 미디어 콘텐츠 및/또는 입력이 수신될 수 있는 하나 이상의 데이터 입력(1406)을 포함한다. 데이터 입력들(1406)은 예를 들어, 시그니처 매니저(106), 시그니처 라이브러리(108) 또는 3D 제스처 모듈(116)을 포함할 수 있다.
컴퓨팅 시스템(1400)은 또한 직렬 및/또는 병렬 인터페이스, 무선 인터페이스, 임의의 유형의 네트워크 인터페이스, 모뎀, 및 임의의 다른 유형의 통신 인터페이스로서 구현될 수 있는 통신 인터페이스(1408)를 포함한다. 통신 인터페이스(1408)는 컴퓨팅 시스템(1400)과 다른 전자, 컴퓨팅 및 통신 장치가 컴퓨팅 시스템(1400)과 데이터를 통신하는 통신 네트워크 사이의 연결 및/또는 통신 링크를 제공한다.
컴퓨팅 시스템(1400)은 컴퓨팅 시스템(1400)의 동작을 제어하고 레이더-기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼에 대한 기술을 가능하게 하거나 이를 구현할 수 있는 다양한 컴퓨터 실행 가능 명령어를 처리할 수 있는 하나 이상의 프로세서(1410)(예: 마이크로프로세서, 제어기 또는 기타 제어기)를 포함한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 컴퓨팅 시스템(1400)은 일반적으로 1412에서 식별되는 처리 및 제어 회로와 관련하여 구현되는 하드웨어, 펌웨어 또는 고정 논리 회로 중 임의의 하나 또는 조합으로 구현될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 컴퓨팅 시스템(1400)은 장치 내의 다양한 컴포넌트를 연결하는 시스템 버스 또는 데이터 전송 시스템을 포함할 수 있다. 시스템 버스는 메모리 버스 또는 메모리 제어기, 주변 장치 버스, 범용 직렬 버스 및/또는 다양한 버스 아키텍처를 사용하는 프로세서 또는 로컬 버스와 같은 서로 다른 버스 구조 중 하나 또는 조합을 포함할 수 있다.
컴퓨팅 시스템(1400)은 또한 예를 들어, 영구 및/또는 비 일시적 데이터 저장을 가능하게 하는 (즉, 단순한 신호 전송과 대조되는) 하나 이상의 메모리 장치, 그 예로는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 비휘발성 메모리(예를 들어, 하나 이상의 ROM(read-only memory), 플래시 메모리, EPROM, EEPROM 등) 및 디스크 저장 장치와 같은, 컴퓨터 판독 가능 매체(1414)를 포함한다. 디스크 저장 장치는 하드 디스크 드라이브, 기록 가능 및/또는 재기록 가능 컴팩트 디스크(CD), 임의의 유형의 DVD(digital versatile disc) 등과 같은 임의의 유형의 자기 또는 광 저장 장치와 같이 구현될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1400)은 또한 대용량 저장 매체 장치(저장 매체)(1416)를 포함할 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체(1414)는 장치 데이터(1404)뿐만 아니라 다양한 장치 애플리케이션(1418) 및 컴퓨팅 시스템(1400)의 동작 측면과 관련된 임의의 다른 유형의 정보 및/또는 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장 메커니즘을 제공한다. 예를 들어, 운영 체제(1420)는 컴퓨터 판독 가능 매체(1414)를 갖는 컴퓨터 애플리케이션으로서 유지될 수 있고 프로세서(1410)상에서 실행될 수 있다. 장치 애플리케이션(1418)은 임의의 형태의 제어 애플리케이션, 소프트웨어 애플리케이션, 신호 처리 및 제어 모듈, 특정 디바이스 고유의 코드, 추상화 모듈, 제스처 인식 모듈 및 기타 모듈과 같은 디바이스 관리자(매니저)를 포함할 수 있다. 장치 애플리케이션(1418)은 또한 레이더 시스템 (104), 시그니처 매니저(106), 시그니처 라이브러리(108) 또는 3D 제스처 모듈(116)과 같은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 구현하기 위한 시스템 컴포넌트, 엔진 또는 매니저를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1400)은 또한 하나 이상의 기계(머신) 학습 시스템을 포함하거나 이에 액세스할 수 있다.
일부 예가 다음 단락에서 설명된다.
실시 예1: 전자 장치로서,
하드웨어로 적어도 부분적으로 구현된 레이더 시스템 -상기 레이더 시스템은
레이더 필드를 제공하고;
레이더 필드의 오브젝트로부터의 반사를 감지하고;
레이더 필드의 오브젝트로부터의 반사를 분석하고; 그리고
상기 반사의 분석에 기초하여 레이더 데이터를 제공하도록 구성됨-;
하나 이상의 컴퓨터 프로세서; 그리고
하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의한 실행에 응답하여, 레이더-시그니처 매니저를 구현하는 명령어들이 저장되어있는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며, 상기 레이더-시그니처 매니저는
레이더 데이터의 제1 서브세트에 기초하여, 레이더 필드에서 오브젝트의 레이더-이미지 셰이퍼의 레이더 시그니처를 검출하고;
상기 검출된 레이더 시그니처를 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 대응하는 벤치마크 레이더 시그니처와 비교하고;
상기 비교에 기초하여, 상기 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭하는지를 결정하고; 그리고
상기 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭한다는 결정에 응답하여, 상기 매칭된 벤치마크 레이더 시그니처에 대응하는 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 기초하여, 레이더 필드에서의 오브젝트의 특징적인 배치를 결정하도록 구성된다.
실시 예 2: 실시 예 1의 전자 장치에 있어서, 상기 레이더-시그니처 매니저는,
레이더 데이터의 제2 서브세트에 기초하여, 레이더 필드에서 오브젝트의 특징적인 배치의 변화를 결정하고;
레이더 필드에서 오브젝트의 특징적인 배치의 변화에 기초하여, 레이더 필드에서 오브젝트에 의한 제스처를 결정하고;
상기 제스처에 대응하는 전자 장치의 기능을 결정하고; 그리고
상기 전자 장치가 상기 기능을 제공하게 하도록 더 구성된다.
실시 예3: 실시 예 1 또는 2의 전자 장치에 있어서,
상기 레이더-시그니처 매니저는 상기 검출된 레이더 시그니처를 벤치마크 레이더 시그니처와 비교하도록 추가로 구성되며, 상기 비교는:
레이더 데이터의 제1 서브세트에 기초하여 레이더-이미지 셰이퍼의 특징을 결정하고; 그리고
상기 결정된 특징을 분석하여 벤치마크 레이더 시그니처의 알려진 특징과의 매칭을 결정하는 것을 포함한다.
실시 예4: 실시 예 1 내지 3중 어느 하나의 전자 장치에 있어서,
상기 레이더-시그니처 매니저는 상기 검출된 레이더 시그니처와 복수의 벤치마크 레이더 시그니처의 비교에 의해 상기 검출된 레이더 시그니처를 벤치마크 레이더 시그니처와 비교하도록 더 구성되며, 복수의 레이더 시그니처의 각각의 벤치마크 레이더 시그니처는 레이더-이미지 셰이퍼의 상이한 특징적인 배치에 대응한다.
실시 예 5: 상기 실시 예 중 어느 하나에 있어서, 상기 레이더-이미지 셰이퍼는 코너 반사기이다.
실시 예 6: 실시 예 5에 있어서, 상기 코너 반사기는 8개의 삼면체 코너 반사기를 포함하는 팔면체이다.
실시 예 7: 상기 실시 예 중 어느 하나에 있어서, 상기 레이더-이미지 셰이퍼는 비대칭(asymmetrical)이다.
실시 예 8: 전술한 실시 예 중 어느 하나에 있어서, 레이더-이미지 셰이퍼는 제1 재료로 제조된 제1 부분 및 제2 재료로 제조된 제2 부분을 포함하고;
제1 재료는 제1 주파수 범위 내에서 레이더 신호를 흡수하고;
제2 재료는 제1 주파수 범위에 포함되지 않은 제2 주파수 범위의 적어도 일부 내에서 레이더 신호를 흡수한다.
실시 예 9: 전술한 실시 예 중 어느 하나에 있어서, 상기 레이더-이미지 셰이퍼의 가장 긴 에지의 길이는 1밀리미터 내지 10밀리미터이다.
실시 예 10: 전술한 예 중 어느 하나에 있어서, 상기 레이더 시스템은 디지털 빔 형성기 및 각도 추정기를 더 포함하고, 상기 레이더 시스템은 약 -90도 내지 약 90도의 FOV(field of view)에서 각도를 모니터링하도록 구성된다.
실시 예 11: 레이더 시스템을 포함하는 전자 장치에 의해 구현되는 방법으로서, 상기 방법은,
레이더 시스템에 의해 레이더 필드를 제공하는 단계;
레이더 시스템에 의해 레이더 필드의 오브젝트로부터의 반사를 감지하는 단계;
레이더 필드의 오브젝트로부터의 반사를 분석하는 단계;
상기 반사의 분석에 기초하여 레이더 데이터를 제공하는 단계;
레이더 데이터의 제1 서브세트에 기초하여, 상기 오브젝트의 레이더-이미지 셰이퍼의 레이더 시그니처를 검출하는 단계;
상기 검출된 레이더 시그니처를 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 대응하는 벤치마크 레이더 시그니처와 비교하는 단계;
상기 비교에 기초하여, 상기 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭하는지를 결정하는 단계; 그리고
상기 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭한다는 결정에 응답하여, 상기 매칭된 벤치마크 레이더 시그니처에 대응하는 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 기초하여, 레이더 필드에서의 오브젝트의 특징적인 배치를 결정하는 단계를 포함한다.
실시 예 12: 실시 예 11의 방법에 있어서, 상기 방법은,
레이더 데이터의 제2 서브세트에 기초하여, 레이더 필드에서 오브젝트의 특징적인 배치의 변화를 결정하는 단계;
레이더 필드에서 오브젝트의 특징적인 배치의 변화에 기초하여, 레이더 필드에서 오브젝트에 의한 제스처를 결정하는 단계;
상기 제스처에 대응하는 전자 장치의 기능을 결정하는 단계; 그리고
상기 전자 장치가 상기 기능을 제공하는 단계를 더 포함한다.
실시 예 13: 실시 예 11 또는 12의 방법에 있어서, 상기 검출된 레이더 시그니처를 벤치마크 레이더 시그니처와 비교하는 단계는,
레이더 데이터의 제1 서브세트에 기초하여 레이더-이미지 셰이퍼의 특징(features)을 결정하는 단계; 그리고
상기 결정된 특징을 분석하여 벤치마크 레이더 시그니처의 알려진 특징(features)과의 매칭을 결정하는 단계를 더 포함한다.
실시 예 14: 실시 예 11 내지 13중 어느 하나의 방법에 있어서,
상기 검출된 레이더 시그니처와 벤치마크 레이더 시그니처를 비교하는 단계는 상기 검출된 레이더 시그니처를 복수의 벤치마크 레이더 시그니처들과 비교하는 단계를 더 포함하며, 복수의 레이더 시그니처들의 각각의 벤치마크 레이더 시그니처는 레이더-이미지 셰이퍼의 상이한 특징적인 배치에 대응한다.
실시 예 15: 제어기로서, 제어기 하우징; 그리고 제어기 하우징과 통합된 레이더 이미지 셰이퍼를 포함하며, 상기 레이더-이미지 셰이퍼는 레이더 시스템에 의해 검출될 수 있는 레이더 시그니처를 제공하도록 구성되며, 상기 레이더 시그니처는 레이더 시스템이 제어기 하우징의 특징적인 배치를 결정하도록 한다.
실시 예 16: 실시 예 15에 있어서, 상기 레이더-이미지 셰이퍼는 코너 반사기이다.
실시 예 17: 실시 예 16에 있어서, 상기 코너 반사기는 8개의 삼면체 코너 반사기를 포함하는 팔면체이다.
실시 예 18: 실시 예 15 내지 17중 어느 하나에 있어서, 상기 레이더-이미지 셰이퍼는 비대칭이다.
실시 예 19: 실시 예 15 내지 18중 어느 하나에 있어서, 레이더-이미지 셰이퍼는 제1 재료로 제조된 제1 부분 및 제2 재료로 제조된 제2 부분을 포함하고;
제1 재료는 제1 주파수 범위 내에서 레이더 신호를 흡수하고;
제2 재료는 제1 주파수 범위에 포함되지 않은 제2 주파수 범위의 적어도 일부 내에서 레이더 신호를 흡수한다.
실시 예 20: 실시 예 15 내지 19중 어느 하나에 있어서, 상기 레이더-이미지 셰이퍼의 가장 긴 에지의 길이는 1밀리미터 내지 10밀리미터이다.
실시 예 21: 실시 예 15 내지 20중 어느 하나에 있어서, 상기 제어기는 다른 레이더-이미지 셰이퍼를 더 포함하며, 상기 레이더-이미지 셰이퍼는 하우징의 제1 단부에 더 가깝게 통합되고; 그리고 상기 다른 레이더-이미지 셰이퍼는 상기 하우징의 제2 단부에 더 가깝게(nearer) 통합된다.
실시 예 22 : 실시 예 21에 있어서, 레이더-이미지 셰이퍼 및 다른 레이더-이미지 셰이퍼는 상이한 재료로 제조된다.
실시 예 23: 실시 예 21 또는 22에 있어서, 레이더-이미지 셰이퍼 및 다른 레이더-이미지 셰이퍼는 다른 형상이다.
실시 예 24: 실시 예 15 내지 23중 어느 하나에 있어서, 하우징은 원통형 또는 타원형인 단면적을 갖는다.
실시 예 25: 실시 예 15 내지 24중 어느 하나에 있어서, 레이더-이미지 셰이퍼는 고유한 레이더 반사를 제공한다.
실시 예 26: 실시 예 15-25 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어기는 스타일러스이며, 스타일러스 하우징을 포함하며, 레이더 이미지 셰이퍼는 상기 스타일러스 하우징과 통합(integrated)된다.
실시 예 27: 시스템으로서, 실시 예 1 내지 10중 어느 하나의 전자 장치 및 청구항 15 내지 26중 어느 하나의 제어기를 포함한다.
결론
레이더 기반 애플리케이션에 대한 레이더-이미지 셰이퍼를 위한 기술 및 장치를 구현하는 것이 특징 및/또는 방법에 특정한 언어로 설명되었지만, 첨부된 청구 범위의 요지는 설명된 특정 특징 또는 방법으로 반드시 제한되는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 오히려, 특정 특징 및 방법은 레이더 기반 애플리케이션을 위한 레이더-이미지 셰이퍼를 가능하게 하는 예시적인 구현으로서 개시된다.
Claims (29)
- 전자 장치로서,
하드웨어로 적어도 부분적으로 구현된 레이더 시스템 -상기 레이더 시스템은
레이더 필드를 제공하고;
레이더 필드의 오브젝트로부터의 반사를 감지하고;
레이더 필드의 오브젝트로부터의 반사를 분석하고; 그리고
상기 반사의 분석에 기초하여 레이더 데이터를 제공하도록 구성됨-;
하나 이상의 컴퓨터 프로세서; 그리고
하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의한 실행에 응답하여, 레이더-시그니처 매니저를 구현하는 명령어들이 저장된 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며, 상기 레이더-시그니처 매니저는
상기 레이더 데이터의 제1 서브세트에 기초하여, 상기 레이더 필드의 오브젝트에 부착된 레이더-이미지 셰이퍼의 레이더 시그니처를 검출하고;
상기 검출된 레이더 시그니처를 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 대응하는 벤치마크 레이더 시그니처와 비교하고 -상기 비교는, 상기 레이더 데이터의 제1 서브세트에 기초하여 상기 레이더-이미지 셰이퍼의 특징을 결정하고; 그리고 상기 결정된 특징을 분석하여 상기 벤치마크 레이더 시그니처의 알려진 특징과의 매칭을 결정하는 것을 포함함-;
상기 비교에 기초하여, 상기 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭하는지를 결정하고; 그리고
상기 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭한다는 결정에 응답하여, 상기 매칭된 벤치마크 레이더 시그니처에 대응하는 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 기초하여, 레이더 필드에서의 오브젝트의 특징적인 배치를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치. - 제1항에 있어서, 상기 레이더-시그니처 매니저는,
레이더 데이터의 제2 서브세트에 기초하여, 레이더 필드에서 오브젝트의 특징적인 배치의 변화를 결정하고;
레이더 필드에서 오브젝트의 특징적인 배치의 변화에 기초하여, 레이더 필드에서 오브젝트에 의한 제스처를 결정하고;
상기 제스처에 대응하는 전자 장치의 기능을 결정하고; 그리고
상기 전자 장치가 상기 기능을 제공하게 하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 레이더-시그니처 매니저는 상기 검출된 레이더 시그니처와 복수의 벤치마크 레이더 시그니처들의 비교에 의해 상기 검출된 레이더 시그니처를 벤치마크 레이더 시그니처와 비교하도록 더 구성되며, 복수의 레이더 시그니처의 각각의 벤치마크 레이더 시그니처는 레이더-이미지 셰이퍼의 상이한 특징적인 배치에 대응하는 것을 특징으로 하는 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 레이더-이미지 셰이퍼는 코너 반사기인 것을 특징으로 하는 전자 장치. - 제5항에 있어서,
상기 코너 반사기는 8개의 삼면체 코너 반사기를 포함하는 팔면체인 것을 특징으로 하는 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 레이더-이미지 셰이퍼는 비대칭(asymmetrical)인 것을 특징으로 하는 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 레이더-이미지 셰이퍼는 제1 재료로 제조된 제1 부분 및 제2 재료로 제조된 제2 부분을 포함하고;
제1 재료는 제1 주파수 범위 내에서 레이더 신호를 흡수하고;
제2 재료는 제1 주파수 범위에 포함되지 않은 제2 주파수 범위의 적어도 일부 내에서 레이더 신호를 흡수하는 것을 특징으로 하는 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 레이더-이미지 셰이퍼의 가장 긴 에지의 길이는 1밀리미터 내지 10밀리미터인 것을 특징으로 하는 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 레이더 시스템은 디지털 빔 형성기 및 각도 추정기를 더 포함하고, 상기 레이더 시스템은 -90도 내지 90도의 FOV(field of view)에서 각도를 모니터링하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치. - 레이더 시스템을 포함하는 전자 장치에 의해 구현되는 방법으로서, 상기 방법은,
레이더 시스템에 의해 레이더 필드를 제공하는 단계;
레이더 시스템에 의해 레이더 필드의 오브젝트로부터의 반사를 감지하는 단계;
레이더 필드의 오브젝트로부터의 반사를 분석하는 단계;
상기 반사의 분석에 기초하여 레이더 데이터를 제공하는 단계;
레이더 데이터의 제1 서브세트에 기초하여, 상기 레이더 필드의 오브젝트에 부착된 레이더-이미지 셰이퍼의 레이더 시그니처를 검출하는 단계;
상기 검출된 레이더 시그니처를 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 대응하는 벤치마크 레이더 시그니처와 비교하는 단계 -상기 비교하는 단계는, 상기 레이더 데이터의 제1 서브세트에 기초하여 상기 레이더-이미지 셰이퍼의 특징을 결정하는 단계; 그리고 상기 결정된 특징을 분석하여 상기 벤치마크 레이더 시그니처의 알려진 특징과의 매칭을 결정하는 단계를 포함함-;
상기 비교에 기초하여, 상기 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭하는지를 결정하는 단계; 그리고
상기 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭한다는 결정에 응답하여, 상기 매칭된 벤치마크 레이더 시그니처에 대응하는 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 기초하여, 레이더 필드에서의 오브젝트의 특징적인 배치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템을 포함하는 전자 장치에 의해 구현되는 방법. - 제11항에 있어서, 상기 방법은,
레이더 데이터의 제2 서브세트에 기초하여, 레이더 필드에서 오브젝트의 특징적인 배치의 변화를 결정하는 단계;
레이더 필드에서 오브젝트의 특징적인 배치의 변화에 기초하여, 레이더 필드에서 오브젝트에 의한 제스처를 결정하는 단계;
상기 제스처에 대응하는 전자 장치의 기능을 결정하는 단계; 그리고
상기 전자 장치가 상기 기능을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템을 포함하는 전자 장치에 의해 구현되는 방법. - 삭제
- 제11항에 있어서,
상기 검출된 레이더 시그니처와 벤치마크 레이더 시그니처를 비교하는 단계는 상기 검출된 레이더 시그니처를 복수의 벤치마크 레이더 시그니처들과 비교하는 단계를 더 포함하며, 복수의 레이더 시그니처들의 각각의 벤치마크 레이더 시그니처는 레이더-이미지 셰이퍼의 상이한 특징적인 배치에 대응하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템을 포함하는 전자 장치에 의해 구현되는 방법. - 제어기로서,
제어기 하우징; 그리고
제어기 하우징과 통합된 레이더-이미지 셰이퍼를 포함하며, 상기 레이더-이미지 셰이퍼는 레이더 시스템에 의해 검출될 수 있는 레이더 시그니처를 제공하도록 구성되며, 상기 레이더 시그니처는 레이더 시스템이 제어기 하우징의 특징적인 배치를 결정하도록 하며, 상기 제어기 하우징의 특징적인 배치의 결정은,
상기 레이더-이미지 셰이퍼의 레이더 시그니처를 검출하고;
상기 검출된 레이더 시그니처를 상기 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 대응하는 벤치마크 레이더 시그니처와 비교하고 -상기 비교는, 상기 레이더 시그니처에 기초하여 상기 레이더-이미지 셰이퍼의 특징을 결정하고; 그리고 상기 결정된 특징을 분석하여 상기 벤치마크 레이더 시그니처의 알려진 특징과의 매칭을 결정하는 것을 포함함-;
상기 비교에 기초하여, 상기 검출된 레이더 시그니처가 상기 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭하는지를 결정하고; 그리고
상기 검출된 레이더 시그니처가 벤치마크 레이더 시그니처와 매칭한다는 결정에 응답하여, 상기 매칭된 벤치마크 레이더 시그니처에 대응하는 레이더-이미지 셰이퍼의 특징적인 배치에 기초하여, 상기 제어기 하우징의 특징적인 배치를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어기. - 제15항에 있어서,
상기 레이더-이미지 셰이퍼는 코너 반사기인 것을 특징으로 하는 제어기. - 제16항에 있어서,
상기 코너 반사기는 8개의 삼면체 코너 반사기를 포함하는 팔면체인 것을 특징으로 하는 제어기. - 제15항에 있어서,
상기 레이더-이미지 셰이퍼는 비대칭인 것을 특징으로 하는 제어기. - 제15항에 있어서,
레이더-이미지 셰이퍼는 제1 재료로 제조된 제1 부분 및 제2 재료로 제조된 제2 부분을 포함하고;
제1 재료는 제1 주파수 범위 내에서 레이더 신호를 흡수하고;
제2 재료는 제1 주파수 범위에 포함되지 않은 제2 주파수 범위의 적어도 일부 내에서 레이더 신호를 흡수하는 것을 특징으로 하는 제어기. - 제15항에 있어서,
상기 레이더-이미지 셰이퍼의 가장 긴 에지의 길이는 1밀리미터 내지 10밀리미터인 것을 특징으로 하는 제어기. - 제15항에 있어서, 상기 제어기는 다른 레이더-이미지 셰이퍼를 더 포함하며, 상기 레이더-이미지 셰이퍼는 하우징의 제1 단부에 더 가깝게(nearer) 통합되고; 그리고 상기 다른 레이더-이미지 셰이퍼는 상기 하우징의 제2 단부에 더 가깝게 통합되는 것을 특징으로 하는 제어기.
- 제21항에 있어서, 레이더-이미지 셰이퍼 및 다른 레이더-이미지 셰이퍼는 상이한 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 제어기.
- 제21항에 있어서,
상기 레이더-이미지 셰이퍼 및 다른 레이더-이미지 셰이퍼는 다른 형상인 것을 특징으로 하는 제어기. - 제15항에 있어서,
하우징은 원통형 또는 타원형인 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 제어기. - 제15항에 있어서,
상기 레이더-이미지 셰이퍼는 고유한 레이더 반사를 제공하는 것을 특징으로 하는 제어기. - 제15항에 있어서,
상기 제어기는 스타일러스이며, 스타일러스 하우징을 포함하며, 레이더-이미지 셰이퍼는 상기 스타일러스 하우징과 통합되는 것을 특징으로 하는 제어기. - 시스템으로서, 청구항 제1-2항, 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항의 전자 장치 및 청구항 제15항 내지 제26항 중 어느 한 항의 제어기를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 레이더-시그니처 매니저는,
다수의 레이더-이미지 셰이퍼들로부터 레이더 반사의 형태로 레이더 시그니처들을 검출하고;
상기 검출된 레이더 시그니처들을 다수의 레이더-이미지 셰이퍼들의 벤치마크 시그니처들과 비교하고;
상기 검출된 레이더 시그니처들을 다수의 레이더-이미지 셰이퍼들의 벤치마크 시그니처들과 비교하는 것에 기초하여 레이더-이미지 셰이퍼들의 특징적인 배치들을 결정하고; 그리고
레이더-이미지 셰이퍼들의 특징적인 배치들에 기초하여 레이더 필드에서 오브젝트의 특징적인 배치를 결정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치. - 제27항에 있어서, 상기 레이더-시그니처 매니저는,
다수의 레이더-이미지 셰이퍼들로부터 레이더 반사의 형태로 레이더 시그니처들을 검출하고;
상기 검출된 레이더 시그니처들을 다수의 레이더-이미지 셰이퍼들의 벤치마크 시그니처들과 비교하고;
상기 검출된 레이더 시그니처들을 다수의 레이더-이미지 셰이퍼들의 벤치마크 시그니처들과 비교하는 것에 기초하여 레이더-이미지 셰이퍼들의 특징적인 배치들을 결정하고; 그리고
레이더-이미지 셰이퍼들의 특징적인 배치들에 기초하여 레이더 필드에서 오브젝트의 특징적인 배치를 결정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
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