KR19990082502A - 도플러레이더경고시스템 - Google Patents

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마우-롱 친
제임스 츈 첸
슈젠 지니 홍
윌리엄 츙-하이 가이
팡 유
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윌리엄 챵
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Abstract

자동차 안전 시스템으로 사용하기 위해 적용된 도플러 레이더 경고 시스템은 도플러 레이더 송수신기, 도플러 레이더 신호를 수신하고 이 신호를 위상차로 분해하고, 타겟의 상대 속도뿐만 아니라 타겟과 수신 안테나 사이의 거리를 결정하며, 시각 및/또는 오디오 디스플레이 상에 거리 및 속도 정보의 비율을 디스플레이하기 위한 디지털 신호 처리기를 포함하며, 이는 감시 존에 위치된 객체의 3 차원적 모양, 감시 존에 위치된 객체에 대한 범위 정보, 및 감시 존 이내의 객체의 이동 속도 비율의 센싱을 제공하기 위해 카메라 및 도플러 레이더 유닛을 포함하는 통합된 운송 수단 및/또는 빌딩 안전 경고 시스템등에 적용된다.

Description

도플러 레이더 경고 시스템
도플러 효과로 잘 공지된 도플러 레이더의 원리는, 예를 들어 M.I. skolnik에의한 "Introduction to Radar System"(McGraw-Hill, 1980, Chapter 3, CW and Frequency-Modulated Rader)에서 설명된 바와 같이 잘 공지되어 있다. 도플러 레이더를 구현한 운송 수단 경고 시스템을 포함한 경고 시스템이 미국 특허 번호 3,863,253("'253") 및 5,087,918("'918")에 기술되어 있다.
'253 시스템은 운송 수단으로부터 송신되고 객체로부터 에코 신호로서 복귀되는 두 개의 신호에 대응하는 도플러 신호를 두 개의 구형파 신호로 변환시키는 아날로그 시스템이며, 이들 구형파 신호중 하나가 나타날 때 각각이 한꺼번에 나타나는 펄스를 생성하기 위해 두 개의 구형파 신호를 수신하는 배타적 OR 게이트 및 운송 수단 및 객체 사이의 거리를 나타내는 신호를 생성하기 위한 평균 회로를 구비하고 있다.
'918 시스템은 주파수 변조 연속 파형 타입 및 두 개의 주파수 도플러 타입 신호 모두의 레이더 신호를 송신하고 수신하는 6 개의 무선 주파수 헤드의 사용을 통해, 객체 범위 분석, 고정 및 이동 객체 모두의 검출, 및 다중 객체의 분석을 제공한다.
〈발명의 요약〉
본 발명의 목적은 저렴하게 제조된 디지털 신호 처리 하드웨어, 시스템에 의해 발생된 신호를 처리하기 위한 종래 구성 요소 및 컴퓨터 프로그램-구현 소프트웨어를 포함하는 안전 경고 시스템을 제공하는 것이다. 도플러 레이더는 근처에 있는 객체, 및 객체의 거리 및 상대 속도를 검출한다.
본 발명의 다른 목적은 두 가지의 명확한 기술, 즉 운송 수단, 빌딩 또는 다른 영역 근처의 객체를 검출하고; 운송 수단, 빌딩 또는 다른 영역에 대한 객체의 거리 및 상대 속도를 결정하고; 객체에 대한 시각 및 오디오 정보를 제공하기 위하여 고 화질, 저 비용 비디오 카메라 및 우수한 도플러 레이더를 조합하는 안전 경고 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 자동차, 주거지, 회사 및 다른 경고 시스템에 일체화될 수 있는 도플러 레이더에 관한 것으로, 실시간 비디오, 카메라 및 고성능 도플러 레이더의 조합 기술을 사용하여 3-차원 특징으로 완전히 통합된 자동차 및/또는 빌딩 안전 경고 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 도플러 레이더 시스템의 바람직한 실시예의 구성 요소를 도시하는 블럭도.
도 2은 도 1의 도플러 레이더 시스템에 사용된 신호의 위상 관계를 도시하는 도면.
도 3은 도1의 위상 비교기를 도시하는 블럭도.
도 4는 도 1의 디지털 신호 처리기의 디지털 필터를 도시하는 블럭도.
도 5a는 도 1 실시예의 송신기/수신기 모듈의 개략적 회로도.
도 5b는 도 1 실시예의 송신기/수신기 모듈 회로의 마스크 작업의 재생도.
도 6은 도 1 실시예의 송신 및 수신 안테나의 마스크 작업의 재생도.
도 7은 도 1 실시예의 시스템에 사용되는 레이더 빔 및 반사기의 관계를 도시하는 개략적 도면.
도 8은 도 1 실시예에 관하여 타겟 대 존의 관계를 도시하는 블럭도.
도 9는 도 1 실시예의 레이더 빔의 참조 좌표와 함께, 원뿔의 범위를 도시하는 개략적 도면.
도 10은 도 9의 원뿔을 도시하고 원뿔 내의 세 개의 존에 객체에 대한 좌표를 포함하는 개략적 도면.
도 11은 도 1 실시예의 디지털 신호 처리 및 디스플레이 유닛과 함께 두 개의 송신기/수신기 유닛을 도시하는 개략적 도면.
도 12는 도 11의 송신기/수신기 유닛의 확대 투시도.
도 13은 도 1 실시예의 디지털 신로 처리 및 디스플레이 유닛의 확대 투시도.
도 14는 도 13 유닛의 확대된 후면 투시도.
도 15는 도 1 실시예에 대한 도 12의 송신기/수신기 유닛의 위치 지정을 도시하는 운송 수단의 개략적 도면.
도 16은 두 개의 송신기/수신기 유닛을 도시하는, 도 15 운송 수단의 후면도.
도 17은 트럭 후면에 위치한 두 개의 송신기/수신기 유닛을 도시하는 개략적 상면도.
도 18은 도 12의 송신기/수신기 유닛을 보유하는데 사용되는 브래캣의 측 단면도.
도 19는 도 18의 브래캣 및 송신기/수신기 유닛의 정면도.
도 20은 디스플레이, 처리기 및 센서를 포함하는 본 시스템의 바람직한 대체 실시예의 구성 요소를 도시하는 개략적 도면.
도 21은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 대한 송수신기 및 디스플레이 장치의 위치를 도시하는 운송 수단의 개략적 상면도.
도 22는 또 다른 대체 실시예에서 본 발명의 송수신기의 위치 지정을 도시하는 운송 수단의 개략적 도면.
도 23은 주차 상황에서의 운송 수단을 도시하고, 또 다른 대체 실시예에서 선택적인 위치에 배치되는 본 발명의 송수신기 및 대체 디스플레이 디바이스를 가지는 운송 수단의 개략적 도면.
도 24는 운송 수단의 측면에 배치된 송수신기를 도시하고 다른 운송 수단이 측면으로부터 제1 운송 수단에 근접하는 상황에서의 운송 수단의 개략적 도면.
도 25는 근접하는 타겟으로부터의 신호가 원격 비디오 전화로 송신되는, 보안 경고 장치로서 본 발명이 사용되는 것을 도시하는 개략적 도면.
도 26은 빌딩에서 문 통로 위에 배치된 것으로 본 발명을 도시하는 도면.
도 27은 본 발명의 세 개의 송수신기가 넓은 영역 감시 능력을 제공하도록 빌딩의 다양한 위치에 배치되는 실시예의 본 발명을 도시하는 도면.
도 28은 도 1 실시예에 대한 컴퓨터 구현 소프트웨어용 주 루틴의 흐름도.
도 29a-29d는 도 1 실시예에 대한 컴퓨터 구현 소프터웨어용 주 루틴의 서브-루틴 흐름도.
도 30은 주파수로부터 도플러 쉬프트 신호에 대한 주기로의 변환에 대한 이해를 용이하게 하기 위한 방식으로 도플러 쉬프트 신호의 관계를 도시하고, 본 발명의 설명에 대한 다른 부분과의 비교 및 순 방향 및 역 방향이 결정되는 방식으로 소프트웨어 루틴에 사용된 용어의 관계를 도시하는 개략적 도면.
본 발명의 다른 목적 및 이점이 첨부 도면과 관련하여 앞서 상세하게 기술된 설명으로부터 명백해진다.
다음 설명에서, 동일 참조 번호는 설명의 편의를 위해 서로 다른 도면에서 동일 또는 대응 구성 요소를 지칭하는데 사용된다.
본 명세서에 기술된 바람직한 실시예는 예를 들어 자일로그(Zilog)사에 의해 제조된 Z86E31과 같이 8-비트 마이크로프로세서에 기초한 컴퓨터 소프트웨어 구현을 포함한다. 본 발명의 원리는 다른 프로세서와 사용될 수 있음을 알 수 있다. 본 발명에 의해 달성된 이점중 하나는, 예를 들어, 8-비트 마이크로프로세서와 같이 비교적 간단하고 저렴한 구성 요소로 구현된 도플러 레이더 시스템을 제공할 수 있는 능력이다. 특히 중요한 특징은 제로 교차 횟수를 디지털 신호로 변환시킴으로써 도플러 쉬프트 아날로그 신호(Doppler shifted analog signals)로부터 유용한 정보를 추출하고, 위상각 및 여과되지 않은 대략적 범위 정보를 나타내는 도플러-쉬프트 신호를 정확하고 저렴하게 처리할 수 있다는 것과; 원하지 않은 잡음 및 장애 알람을 신속하고, 간단하게 감소시키기 위해 신호를 정수로 나누고 분할 신호를 피드백하는 개념을 이용한 필터링 회로의 발견에 있다.
설명의 목적으로 도면에 도시된 바와 같이, 도 1-14 및 28-30와 관련하여, 본 시스템의 도플러 레이터 송신, 수신 및 신호 처리 구성 요소의 제1 바람직한 실시예가 기술된다. 이러한 구성요소는 빌딩 및 다른 보안 분야의 적용 뿐만 아니라, 자동차, 트럭 수송, 및 다른 운송 수단 분야에 사용될 수 있는 경고 시스템에 대해 저 비용, 정확한 범위-발견 능력을 제공한다.
도 1은 본 발명의 도플러 레이더 경고 시스템의 블럭도를 제공한다. 도플러 레이더 유닛 또는 시스템(30)은 송수신기로서 함께 지칭되는 송신기(32) 및 수신기(34)를 포함한다. 송수신기 구성 요소는 모듈(31)로 마무리된다. 도 5a 및 5b에 도시된 바람직한 회로가 매우 상세히 기술된다. 송신기(32)는 전압-제어 발진기(36, "VCO") 및 주파수-쉬프트 변조기(38, "FSK")를 포함한다. VCO(36)는 발진 주파수가 제어 전압에 의해 결정되는 무선 주파수("RF") 발진기이다. 본 발명에 사용된 타입의 VCO는 상업적으로 유용하고 본 발명에서 사용된 발진 주파수는 5.8 GHz ISM 주파수 대역 이내가 되도록 선택된다. ISM 주파수 대역은 산업, 과학, 및 의료 응용에 대해 어떠한 허가도 필요하지 않는 미국 정부 연방 통신 위원회 할당 대역이다. FSK 변조기(38)는 출력 전압 파형이 라인(39)을 통해 송신되고 F0± △F로 두 개의 명확한 주파수를 생성시키도록 종래 방법으로 VCO를 제어하는데 사용되는 종래 구형파 발생기이다. FSK 변조기는 상업적으로 유용하고, 본 발명의 목적을 위해 F0로 사용될 수 있는 주파수의 바람직한 범위는 5.725 GHz 내지 5.850 GHz의 범위 이내이다. 또한, 본 발명의 범위 내에서, 주파수 변화의 바람직한 범위, △F는 1MHZ에서 2 MHz까지다. FSK 변조기(38)는 수신기(34)의 역다중화기("DE-MUX") 회로(54)를 제어하기 위한 신호를 라인(37)을 통해 동시에 제공하여, 이동 타겟 또는 객체(42)로부터 반사되는 두 개의 도플러 에코 신호를 복원시킨다. 송신기(32)는 또한 라인(41)을 통해 출력되는 VCO 신호를 수신하고 객체(42)를 향해 RF 에너지를 방사하는 송신 안테나(40, "Tx")를 포함한다.
수신기(34)는 객체(42)로부터 반사된 RF 에너지를 수신하는 수신기 안테나(44, "Rx")를 포함한다. 이러한 반사 에너지, 에코는 잘 공지된 바와 같이 도플러 효과에 기인한 서로 다른 명백한 주파수이다. 다음, Rx 안테나로(44)부터의 아날로그 신호는 수신된 RF 신호를 대략 10의 인자로 증폭시키는 저 잡음 증폭기("LNA")로 라인(43)을 통해 송신된다. 다음, 증폭된 RF 신호는 믹서(48)로 라인(45)을 통해 송신되고, 이는 송신 및 수신된 신호의 곱으로부터 중간 주파수("IF") 아날로그 신호를 생성한다. 믹서(48)는 송신 신호의 주파수로부터 에코 신호의 주파수를 감산함으로써, 종래 방식으로 고 주파수 에너지를 보다 낮은 중간 주파수 에너지로 변환시키는 회로다.
도플러 쉬프트 또는 효과를 나타내는 아날로그 IF 신호는 대략 1,000의 인자에 의해 IF 신호를 증폭시키는 IF 증폭기(52)로 라인(47)을 통해 송신된다. IF 증폭기(52)는 종래 아날로그 증폭기이다. 이후, 증폭된 IF 신호는 라인(53)을 통해 역다중화기 회로(54)로 송신되고, 이 다중화기 회로는 객체로부터 반사된 두 개의 혼합되고, 증폭된 도플러 쉬프트 신호를 분리시킨다. 이러한 두 개의 도플러 신호중 제1 신호는 신호 S1으로서 지칭되고, 이는 F0+ △F로 송신되어 온 도플러 쉬프트 신호이다. S2로 지칭되는 지칭되는 제2 신호는 주파수 F0- △F로 송신된 도플러 쉬프트 신호이다. 분리된 아날로그 신호, S1및 S2는 라인(56 및 58)을 통해 각각 위상 비교기(60)로 송신된다. 위상 비교기(60)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 두 도플러 신호 S1및 S2사이에 △θ로서 지칭되는 위상차를 결정한다. 위상차 △θ는 다음 위상 비교기(60)로부터 디지털 신호 처리기(62, "DSP")까지 라인(61)을 통해 송신되는 디지털 신호로 표현된다.
DSP(62) 및 그의 응용 소프트웨어는 객체 거리, 즉, 위상차 △θ, 및 거리 "R"이 위상차에 직접 비례한다는 공지된 관계를 이용함으로써 객체로부터 안테나까지의 범위 또는 "R"을 계산한다. DSP 소프트웨어는 도 1에서 55로 개략적으로 표현된다. DSP는 또한 원하지 않는 잡음을 여과하여 제거하고 장애 알람(false alarms)의 수를 최소화하는 디지털 필터(63)를 포함한다. 계산 거리 R을 나타내는 디지털 신호는 다음 디스플레이 장치; 예를 들어, 광 디스플레이(64) 및 비퍼(66, beeper)와 같은 오디오 디스플레이로 송신된다. 바람직하게, 디스플레이에 통전된 광의 수는 거리 R에 반비례한다. 비퍼는 거리 R에 반비례하는 사운딩 주파수(sounding frequency)를 가진다. 거리의 수적(numerical) 디스플레이, 거리의 음성 진술 등과 같은 다른 디스플레이가 사용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 두 개의 도플러 쉬프트 신호 S1및 S2사이의 관계, 및 위상 각에 대한 유용한 정보가 디지털 형태로 어떻게 추출되고 변환되는지 도시된다. 시간을 나타내는 수평축에 대한, 수직축은 ± 전압에서의 아날로그 신호 진폭을 나타낸다. 도 2에서 신호 S1은 T1및 T3에서 0볼트 라인을 교차하는 것으로 도시되어 있는데, 이 구간에서 신호 S1의 전압은 0볼트에서 그의 최대 전압까지 증가한 다음 다시 0볼트로 감소된다. 유사하게, 신호 S1이 그의 신호 0을 가지는 T1보다 어느 정도 이후의 시간인 T2에서 신호 S2는 0볼트로 "신호 0"이 된다. 이러한 관계는 응용 소프트웨어에서 바람직하게 구현되고, 그의 흐름도가 도 28 및 29a-d에 도시된다.
도 3은 위상 비교기(60)의 블럭도이며, 이는 디지털 신호 처리 응용 소프트웨어로 바람직하게 구현되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 0-교차 T1, T2, T3등에서 디지털 처리기 소프트웨어 루틴에 대한 인터럽트 요청을 초기화하는 두 개의 종래 신호 0 교차 검출기를 포함한다. 제로 교차 검출기는 전형적으로 본 발명이 의도하는 크기의 마이크로프로세서 칩에 포함된다. 이로써, 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환된 다음 DSP 소프트웨어에 의해 처리된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 신호 S1은 0 교차 검출기(72)에 의해 모니터되고, 신호 S1이 0 전압 상태를 교차하는 경우, 인터럽트 요청이 76으로 도시된 바와 같이, 신호 S1에 대해 T1및 T3에서의 0-교차 횟수의 결정을 위한 디지털 처리기로 송신된다. 유사하게, 0-교차 검출기(74)는 신호 S2를 모니터하고 신호 S2의 0-교차 T2를 판독하기 위해 디지털 처리기로 인터럽트 요청을 제공한다. 이후, 0-교차 T1, T2, 및 T3는 도 3에서 80으로 도시된 바와 같이, 공식 △θ = (T2- T1)/(T3- T1)을 이용하여 위상차 △θ를 계산하는데 이용된다.
잘 공지된 바와 같이, 위상차 △θ는 송신기 안테나(40)로부터 객체의 범위에 직접 비례한다. 이후, 거리 R은 공식 R = K, △θ의 사용에 의해 얻어지고, 여기서 K는 경험적으로 결정되는 상수이다. 80으로 개략적으로 지칭된 바와 같이, 소프트웨어 루틴에 의해 수행된 계산으로부터, 타겟 및 송신기 안테나 사이의 거리 R을 표현하는 디지털 신호(82)가 다음 디지털 필터링 회로(63)에 송신된다.
또한 잘 공지된 바와 같이, 객체의 상대 속도는 T3및 T1사이의 차에 비례하고, 공식 △ 속도 = K2/ (T3- T1)으로 표현될 수 있으며, 여기서 K2는 경험적으로 결정되는 상수이다. DSP는 또한 이러한 관계에 따른 속도 정보를 결정한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 디지털 필터링 특징이 63에 개략적으로 도시된다. 이러한 필터링 기능은 바람직하게 응용 소프트웨어에서 구현되고 잡음을 감소시키고 장애 알람을 최소화하는 기능을 한다. 입력 신호(82)는 범위, R을 나타낸다. 디지털 필터(63)를 피드백 루프라고 칭할 수 있는데, 이에 대한 바람직한 실시예의 흐름도가 도 29a-d에 도시되어 있다. 필터(63)는 가공되지 않고, 필터되지 않은 신호(82), 즉 S(82)를 그의 입력으로서 가진다. 도 4에 도시된 바와 같이, 입력 신호 S(82)의 처리는 다음과 같다. S(82)는 감산 노드(84)에서 라인(94)에서의 신호, 즉 S(94)로부터 감산되어, 라인(85)에서의 신호, 즉 S(85)가 된다. 다음, S(85)는 86에서 N으로 나눠진다. N은 1 내지 10의 유용한 범위에 있는 정수이다. N의 바람직한 값은 4, 5, 6, 7 및 8이다. 값 6은 제1 실시예에 대해 N으로는 가장 바람직한 값이다. 1, 2, 또는 3의 N 값은 잡음의 불충분한 감소 및 너무 많은 장애 알람을 가져오는 경향이 있다는 것으로 밝혀졌다. 8, 9, 및 10의 N 값은 보다 많은 잡음 감소를 가져오는 경향이 있으나, 응답 시간은 너무 느리다. 또한, 특히, N 값에 대한 특정 선택은 경고 시스템이 사용될 특정 응용에 의존한다. 6의 바람직한 값이 본 발명의 제1 실시예의 운송 수단 경고 시스템에 대해 가장 양호한 선택인 것으로 밝혀졌다.
다음, 분할된 신호 S(87)은 노드 88에서 신호 S(92)에 가산되어, 노드 96에서 신호 R'를 산출하는데, 이는 최종 추정 범위를 보다 정확하게 표현한다. R' 신호는 또한 90에서 피드백 루프로 복귀하고, 라인(94)을 통해 84에서 신호 S(82)로부터 감산된다. 일단 필터되지 않은 신호 R이 장애 알람을 최소화하고 잡음을 감소시키도록 처리되면, 96에서 도시된 신호 R1이 출력되며 이는 객체로부터 송신 안테나까지의 최종, 추정 거리 또는 R을 나타낸다. 신호는 다음 종래 기술을 이용하여 종래 디스플레이로 송신될 수 있다.
도 5a의 개략적 회로도를 참조하면, 송신기-수신기 모듈(31)용 회로가 기술된다. 모듈(31)은 도1에 도시되고 상기 기술된 회로를 포함한다. VCO(31)는 FET 트랜지스터, 바람직하게는 휴렛 팩커드 파트 번호 ATF-13786인 트랜지스터(356)로 표현된다. LNA(46)는 328로 도시되고 휴렛 팩커드 파트 번호 MG886563으로 된 집적 회로이다. 믹서(48)는 도 5에서 335로 도시되고 휴렛 팩커드 파트 번호 HSMS2852로 된 다이오드(336 및 338)을 포함하며, 이는 전형적으로 두 개의 다이오드를 포함한 단일 패키지로서 상업적으로 유용하다. VCO(36)는 트랜지스터(356) 및 버랙터 다이오드(360, Varactor diode)를 포함한다. 다이오드(360)는 바람직하게 지멘스 파트 번호 BBY5203W이고 트랜지스터(356)는 바람직하게 휴렛 팩커드 파트 번호 AFT-13786이다. 상기 언급된 구성 요소들은 회로에서 능동 구성 요소를 형성하고, 나머지 구성 요소는 다양한 캐패시터 및 저항 그리고 구성 요소 342, 340, 356, 344, 352, 374, 372로 도시된 마이크로파 전송 라인을 포함한 전형적인 수동 구성 요소를 형성한다.
이는 도 1 및 5를 다시 참조하여, 회로가 설명된다. FSK 변조기(38)은 도 5a에서 304로 도시된 바와 같이, 50 KHz 구형파를 발생시킨다. 다음, 이 신호는 50K 오옴 저항인 저항(390)을 통해 다음 5K 오옴 가변 저항인 가변 저항(392)으로 송신된다. 다음, 이 신호는 바람직하게 0.1 MF(micro Farad)인 캐패시터를 통해 처리된다. 이후, 이 신호는 노드에 송신되고 분리되며, 그 일부는 100K 오옴 저항인 저항(376)을 통해 접지로 향해 간다. 이 신호는 또한 도 5에 도시된 바와 같이 10K 오옴 저항인 저항(375)를 통하여 아래쪽으로 다음 가지로 향해 가며, 주파수를 변조시키도록 종래 방식으로 기능하는 버렉터 다이오드(360)로 향해 간다. 다음, 캐패시터의 하류에서 이 신호는 10K 오옴 저항인 저항(358)을 통해 접지로 향하고 트랜지스터(356)의 게이트로 향해 간다. 다음, 트랜지스터(356)의 소오스는 22 오옴 저항인 저항(354)를 경유하여 접지에 연결된다. 다음 트랜지스터(356)의 드레인 측은 7 피코 패럿 캐패시터인 캐패시터(362)와 연결되고 버렉터 다이오드(360)로 다시 완전한 순환을 이룬다. 트랜지스터(356)의 드레인은 또한 전력 출력이며, 이 전력 출력의 주요 부분은 도 5b의 송신기/수신기 모듈 PCB 디자인 상의 영역(1)에 표현된 바와 같이, 7 피코 캐패시터인 캐패시터(364)를 통한 다음 367로 도시된 전력 분배기를 통하여 전달된다. 다음, 전력의 한 부분이 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이 송신 안테나 연결 지점(370)에 전달되고 나서 안테나(40)에 전달된다. 도 5a에서 라인(366)은 동조 스터브(tuning stub)를 나타낸다. 다음, 나머지 전력은 가지의 대향 라인을 통해 전달되고 도 1에서 48로 도시된 도 5a의 믹서(335)로 전달된다.
도 5a를 참조하면, 하부 왼편 코너에서, 수신 안테나(44)에 대한 연결 지점(324)은 도 1에 도시된 바와 같이 안테나(44)와 접하여 연결된다. 이후, 타겟 또는 객체(42)로부터 귀환한 도플러 쉬프트 신호는 라인 아래로 33 피코 패럿 캐패시터인 캐패시터(332)를 통해 송신된다. 이후, 이 신호는 도 5a에 도시된 바와 같이, 도 1에서 46으로 지칭된, LNA(328)으로 입력된다. 다음, 저 잡음 증폭기(328)로부터 출력된 신호는 도 5a에 도시된 바와 같이 10 피코 패럿 캐패시터인 캐패시터(330)를 통하고 그로부터 바람직하게는 10 오옴 저항인 저항(334)을 통한 다음 그로부터 믹서(335)로 전달된다. 라인(340)은 동조 스터브(tuning stub)를 나타낸다. 저 잡음 증폭기(328)로부터의 출력은 또한 라인 및 바람직하게 68 오옴 저항인 저항(326)을 통하여 매칭 네트워크(325)로 송신된다. 매칭 회로는 342로 개략적으로 도시되고 도 5b의 PCB 디자인에서 상세하게 도시된 전송 라인을 포함한다. 여기서, 주목해야 할 것은 전송 라인(342)의 한 가지가 20 mil의 폭, 250 mil의 길이인 종래의 마이크로스트립 라인을 포함한다는 것이다. 매칭 네트워크는 또한 접지에 연결되는 1 피코 패럿 캐패시터(322) 및 접지에 또한 연결되는 제2 0.01 마이크로 패럿(MF) 캐패시터(320)을 포함한다. 306에서 +5 볼트 DC 전압이 10K 오옴 저항인 저항(384), 10K 저항인 저항(388), 10K 저항인 저항(386) 및 100K 오옴 저항인 가변 저항(382)을 포함하는 전압 분배 회로에 인가된 다음 1 메가(MEG) 오옴 저항인 저항(380)을 통하여 흔히 유용한 트랜지스터, 파트 번호 BCW60D인 트랜지스터(378)로 향해 간다. 트랜지스터(378)의 하나의 출력은 주파수 F0가 설정되는 라인(379)을 경유한다. 라인(381)을 참조하면, 캐패시터(394)로부터 아래로, △F가 결정되어, 트랜지스터(356)에서 주파수 F+ 또는 -△F가 교대로 생성된다. 종합적으로, 회로의 이러한 부분은 소정의 주파수 F0+ 또는 -△F를 생성하도록 DC 전압을 이용한다.
바람직한 실시예에서, 참조 번호(302, 308, 310 및 314)는 표준 마이크로파 디자인 실시에 따른 접지와의 접속이다. 접속 지점(316 및 318)은 바람직한 실시예에서 접속되지 않는다.
도 5b의 송신기-수신기 모듈 인쇄 회로 기판 디자인을 참조하면, 이는 도 1에 도시된 바와 같이 송신기-수신기 모듈(31)에 대한 실제 마스크의 확대이다. 여기에 도시된 정확한 비율 및 디멘죤은 도 1에서 참조 번호(31)로 도시된 도 1의 실시예에 대한 바람직한 마이크로파 디자인을 구체화한다.
도 6을 참조하면, 송신 안테나(40) 및 수신 안테나(44)에 대한 마스크의 확대된 복사가 디멘젼과 함께 도시된다. 도시된 바와 같이, 각 안테나는 삼각 형태로 되어 있다. 안테나 기판 물질은 마이크로파 기술 분야에서 흔히 지칭되는 것으로서, FR4이다. 바람직한 기판 두께는 32mil이다.
도 7의 상부도를 참조하면, 가변 가능한 빔 폭 능력을 갖는 안테나 및 반사기의 개략적 묘사가 기술된다. 시스템에 연결된 송신 안테나(40)는 그들 사이에 협각 Φ를 두고, 제1 면 반사기(98) 및 제2 면 반사기(100)를 가진다. 각각의 반사기(98 및 100)는 조정 가능한 방사파 가이드(104)를 형성하기 위한 수직 축(102, 103) 주위를 회전될 수 있다. 협각 Φ는 빔 A의 빔 폭을 가변하도록 조정될 수 있다. 방사파 가이드(104)의 배향은 빔을 조정하도록 가변될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, Φ의 증가에 따라 빔 A가 넓혀진다. 왼쪽 또는 오른쪽으로 전체 파형 가이드(104)의 이동은 빔 A 및 빔 B를 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동시킨다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 수신 안테나, 타겟 또는 객체 및 경고 장치의 블럭도가 기술된다. 알 수 있는 바와 같이, 일련의 존은 안테나로부터의 거리 범위를 나타내는 것으로 규정되어 있다. DSP는 선정된 존에 위치한 객체를 검출하기 위해 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 존(2)에서의 객체가 검출되고, 모든 다른 존은 무시된다. 존(2 및 5)(도시되지 않음), 또는 존(1,3 및 6)(도시되지 않음)과 같은 다중 존은 검출용으로 할당될 수 있고, 다른 존은 무시된다. 안테나는 타겟으로부터 반사 신호를 수신하고, 그것을 안테나를 경유하여 레이더 송수신기(31)로 송신한 다음 디지털 신호 처리기(62), 궁극적으로 시각/오디오 경고 장치(64, 66)로 송신한다.
도 9 및 10은 그 범위 내의 객체가 식별될 수 있고 안테나로부터 그들의 범위가 좌표 시스템의 사용을 통해 결정될 수 있는 원뿔형의 개념을 도시한다. 도 9를 참조하면, 끝이 잘린 원뿔(106)은 경고 시스템의 송신/수신 안테나 유닛(108)에서 종결되는 그의 좁은 단부로부터 바깥쪽으로 그리고 어느 정도 선정된 거리까지 바깥쪽으로 연장하는 것으로서 도시된다. 끝이 잘린 원뿔 내에서 X, Y, Z 좌표 시스템이 설정되고 안테나 유닛은 이 좌표 시스템의 중심이 되고, X 방향은 안테나의 중심 지점으로부터 좌에서 우로 되고 전송 빔의 방향으로 향하게 되는 방향이다. Y 방향은 수직이고 +Z 방향은 전송의 수평 방향이다. 도 10을 참조하면, 이 때 존(1)은 원뿔(106) 내에서 송신기/수신기 모듈(108)로부터 즉, Z=0으로부터 Z=선정된 값까지의 Z 값과, 원뿔 내에서 일련의 원 또는 타원을 정의하는 X 및 Y값으로 정의된다. 유사하게, 존(2)은 Z1및 Z2사이의 원뿔 내의 영역이 되고; 존(3)은 Z 값인 Z2및 Z3사이의 원뿔 내부의 영역이 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 도플러 레이더 경고 시스템은 단일 디지털 신호 처리기 및 디스플레이 유닛에 연결되는 두 개의 송신기 및 수신기를 갖는 운송 수단 안전 경고 시스템으로 일체화된다. 도 11을 참조하면, 제1 송수신기 유닛(108)은 탑재 브래킷(110, 112)(mounting brackets), 탑재 플레이트(114) 및 레이더 송신 안테나(40) 및 레이더 수신 안테나(44)를 갖고 있는 것으로 도시되어 있다. 바람직한 안테나는 금속 패치로 만들어지고 도 6에 도시되고 상기 기술된 바와 같이 각 변이 약 0.6 인치인 삼각형 구조를 가진다. 물론 이 분야의 통상의 기술자에 의해 동등한 것으로 간주되는 다른 물질, 크기 및 형태가 사용될 수 있다. 신호 코드(116)는 송수신기 유닛(108)으로부터 시작되는 것으로 도시되어 있다. 송수신기 유닛(108)은 입력으로서 다른 송수신 유닛, 예를 들어, 유닛(108)과 동일한 유닛(118)과 조합될 수 있다. 단일 입력 라인(116 및 120)은 각각 신호 송수신기 유닛(108, 118), 또는 라인(122, 124)을 통하여 다중 송수신기 유닛으로부터 신호를 수신하는 것으로 도시되어 있다. 신호는 126으로 도시된 바와 같이, 시각/오디오 경고 장치에 대한 입력이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 송수신기 유닛을, 예를 들어 차, 트럭 또는 다른 운송 수단과 같은 운송 수단의 전면 및/또는 후면 및/또는 측의 좌 및 우 영역 상에 배치하는 것을 생각할 수 있다.
도 12를 참조하면, 레이더 송수신기 유닛(108)의 분해된 투시도가 도시된다. 이 유닛은 하우징(128, housing), 탑재 브래캣, 백 플레이트(132), 그 위에 송수신기 인쇄 회로 기판이 부착되는 안테나 홀딩 기판(134), 수신 안테나(44), 송신 안테나(40), 안테나 홀딩 브래캣(136, 138) 및 신호 처리 코드(116)을 포함한다. 하우징은 또한 레이더 송수신기로서 자신의 실체를 위장하도록 운송 수단의 헤드 램프 또는 어떤 다른 부분을 가장하는 것과 같이, 임의의 편리한 형태를 형성하기 위해 크기와 형태가 정해질 수 있는 전면 커버(140)를 포함한다. 바람직하게는, 송수신기 하우징은 레이더 신호가 그를 통해 용이하게 전달될 수 있는 타입의 내구성있는 플라스틱으로 만들어진다. 그러나, 가장 바람직한 송신기 유닛은 운송 수단의 비금속 범퍼 뒤에 위치된다. 이러한 방식으로, 이들은 고도로 보호되고 및 위장되지만, 완전히 기능적이다.
도 13 및 14를 참조하여, 자동차 경고 시스템으로서 적용되는 본 발명의 시각/오디오 경고 디스플레이 구성 요소(126)가 기술된다. 디스플레이(126)는 주 하우징(142)부 및 탑 하우징(144)부를 포함한다. 전면 플레이트(146)는 디지털 신호 처리기로부터 시각 및 오디오 신호의 디스플레이용 복수개의 발광 다이오드 및 스피커(164)를 제공한다. 오디오 볼륨 제어는 165로 도시된다. 전체 10개의 발광 다이오드(LEDs)중, 네개의 LEDs(148, 150, 152 및 154)는 156, 158, 160 및 162로 가리켜진 대응 광 경로를 갖고 있는 것으로 도시되어 있다. 핀 접속(166, 168)은 신호 배선(116,120)을 수용하도록 유닛의 후면에 위치된다.
도 28, 29a-d 및 30을 참조하여, 본 발명에 대한 바람직한 소프트웨어 응용이 기술된다. 이러한 응용은 객체가 송수신기를 향하여 이동하는 경우, 즉 순방향 또는 진행 방향뿐만 아니라, 객체가 송수신기로부터 멀리 떨어져 이동하는 경우, 즉 역 방향 또는 후진방향의 경우 거리를 결정할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 신호(S1및 S2)에 대하여, 이러한 관계는 객체가 송수신기로부터 멀리 떨어져 이동할 때 발생하는 것을 알 수 있다. 도 30을 참조하면, 객체 및 송수신기가 서로를 향하여 이동하는 경우 시간 축을 따른 신호의 개략적 묘사가 도시되어 있다. 또한, 도 30은 "H" 및 "L"이 S1구 및 S2구 사이의 거리를 지칭하며, 거리 H + L은 S2신 - S2구로 표현되는 신호의 구형파 표현을 포함하고 있다. 도 30에 또한 도시된 바와 같이, 거리 비율은 H ÷ (H + L)로서 표현될 수 있다. 다음, 바람직한 소프트웨어 루틴을 참조하면, 다음과 같은 단지 하나의 공식이 사용된다.
H/(H + L) = (S1구 시간 - S2구 시간) ÷ (S2신 시간 - S2구시간)
반대의 상황, 즉, 타겟 및 송수신기가 서로 떠나는 경우의 관계는 비율 L ÷ (L + H)를 산출하기 위해 H 및 L을 간단히 교환함으로써 표현되고 거리 비율은 다음 L/(L + H)로서 표현될 수 있다.
도 28을 참조하면, Z86E31 IC 칩 상에 구현되는 소프츠웨어 루틴은 칩에 전력이 인가되는 단계 502로부터 시작한다. 다음, 단계 504에서, 이 칩은 0과 같게 설정되는 가변 RDY로 초기화된다. 다음, 단계 506에서, 주 프로그램은 S1신호가 0-볼트 상태를 교차할 때 시작되는 인터럽트를 기다린다. 판단 지점 508을 참조하면, S1인터럽트가 시작되는 경우, RDY 레지스터는 단계 510에서 1과 같게 설정된다. 다음, 다른 판단 지점 512에서 프로그램은 RDY 레지스터가 1과 같게 설정되어 있는지의 여부를 결정하기 위해 검사한다. 만약 아니면, 프로그램은 506으로 복귀하여 인터럽트 상태를 대기한다. 만약 RDY 레지스터가 1이면, 주 프로그램은 단계 514로 진행되고, 여기서 프로그램이 재시작되거나 단계 506으로 복귀되는 경우, RDY 레지스터가 0으로 설정되도록 RDY 레지스터가 0으로 리셋된다. RDY 레지스터를 0으로 소거한 후, 프로그램은 단계 516에서 거리 계산에 사용되는 비율을 결정하는 계산을 수행하는데, 이는 계산 서브 루틴에 관련해서 후에 아주 상세히 설명된다.
단계 516에서, 거리 비율을 산출하기 위한 계산 비율이 결정되면, 거리 비율은 단계 518에서 응용 특정 및 경험적으로 결정된 스케일링 인자로 나눠진다. 일단 스케일링 인자가 단계 518에서 거리 비율에 인가되면, 단계 520에서 다른 계산이 타겟 및 객체가 함께 이동할 때의 조건에서 실제 거리를 보다 근접하게 근사화하고 그 조건과 타겟 및 객체가 따로 이동할 때의 조건 사이를 차별화하도록 수행된다. 예를 들어, 바람직한 실시예에서, 순 방향, 즉 타겟 및 송수신기가 서로를 향하여 이동할 때의 조건에서 단계 518로부터 얻은 거리값은 1이 감산된 거리다. 제1 실시예의 운송 수단 시스템에서, 값 1은 가장 양호한 결과를 산출하는 것으로 밝혀졌다. 다른 응용에 대해서는, 다른 숫자가 1 대신 사용될 수 있다. 객체 및 송수신기가 서로 멀리 떨어져 이동하는 경우에, 단계 518로부터 얻어지는 거리 숫자는 변함이 없이 유지된다.
단계 520에서 계산된 값은 다음 도 28에서 단계 522로 표현되는 필터 서브루틴으로 전달된다. 총체적으로, 필터 서브 루틴은 잡음 및 장애 알람이 최소화되는 루프 또는 피드백 계산을 제공한다. 도 28에 도시된 바와 같이 바람직한 실시예에서, 필터링된 거리는 DF로 명명되는 변수로 표현된다. DF 변수의 최종 값은 DF 초기 값 더하기 단계 520로부터의 거리 값 빼기 초기 DF 값 ÷ 6과 같게 설정되어 레지스터에 저장된다. 이러한 계산에서 그리고 그 실시예 1에서의 발명을 실시하는 양호한 모드의 목적을 위해, DF 초기값은 7.0의 값이 가장 바람직하고, 분모에서의 바람직한 수가 6인 것으로 밝혀졌다. 단계 522에서 분모에서의 수 6이 도 4의 86에서 설명하는 바와 같이 값 N에 대응한다. 상기 기술된 바와 같이, 이러한 값은 정수이며, 1-10의 범위 내에 있다. 구체적인 응용들은 N에 대해 서로 다른 값을 사용하는데, 여기서 특정 값은 특정 응용에 최적화되게 선택된다. 일단 필터링 계산이 단계 522에서 수행되면, DF 최종 값은 판단 지점 524에 보내지고 DF 최종 값이 0 미만인지 여부를 결정하도록 검사된다. 만약 이 값이 본 응용에서 중요성을 갖지 않는 음의 수인 0 미만이면, 주 프로그램은 복귀하여 인터럽트(506)를 기다린다. 만약 DF 최종 값이 0 또는 양의 수이면, 판단 지점 524 결과는 아니오이며, 신호는 비퍼(526) 및 막대 코드 시각 디스플레이(528)를 통전시키고 주 프로그램을 단계(506)로 복귀시켜 인터럽트를 대기하게 한다.
522에 대하여, DF의 초기 값은 주 루프를 통해 제1 계산 또는 제1 반복에 대해 7로 설정된다. 루프의 각 연속적인 반복에서, 통전되는 동안, 각 연속 루프에 대한 초기 DF는 이전 반복의 최종 DF와 같도록 설정된다. 예를 들어, 시스템이 턴 온되고 DF 초기 값이 7.0으로 설정되는 경우를 고려하고 주 루프를 통한 제1 반복의 결과로서 가정하면, 최종 DF는 +6이다. 그 경우에, 단계 524에서 판단은 아니오가 되고, 비퍼 및 막대 코드가 통전되며 주 루프는 다음 S1인터럽트를 위한 단계 506으로 복귀한다. 다음 S1인터럽트가 시작되고 프로그램이 단계 508 내지 단계 320을 통해 처리될 때, 단계 522로 진입하는 다음 거리 계산은 이전의 반복에서와 같이 7.0보다 오히려 6.0이 되는 초기 DF로 필터링될 것이다. 유사한 방식으로 주 루프의 각 이어지는 반복은 신규 DF를 사용할 것이다.
이제 도 29a를 참조하면, 서브루틴(516)은 도 28의 단계 516에 표현된 바와 같이 비율의 계산에 대해 기술하고 있다. 도시된 바와 같이, 주 루프(500)는 도시된 바처럼 판단 지점(530)에 정보를 제공한다. 만약 데이터가 준비되지 않으면, 다음 프로그램은 주 루프로 복귀한다. 만약 데이터가 준비되면, 판단은 예이고, 서브 루틴은 H + L로서 표현된 시간이 반전되어서 주파수로 변환되는 단계 532로 이어진다. 또한, 단계 532에서, 0.7 Hz 미만의 주파수는 본 적용에 대해 아무 의미가 없는 것으로서 거절된다. 532에서 거절되지 않은 신호에 대해, 그들은 단계 534로 이어진다. 단계 534는 범위 게이트로서 지칭된다. 범위 게이트라는 용어는 시스템이 설정 범위내의 반사된 신호에 대해서만 계산 및 필터링 기능을 수행하도록 송수신기 및 제안된 타겟 또는 존의 시작 사이의 거리 또는 범위가 선정되어 설정되는 것을 의미한다. 본 발명의 적용의 바람직한 실시예에 있어서, 범위는 8 피트로 설정되었는데, 이는 단계 532를 통해 처리되었지만 8 피트 이상의 거리를 가리키는 신호는 거절되는 반면, 단계 532를 통해 처리되었고 8 피트 미만의 거리를 가리키는 신호는 더 처리됨을 의미한다. 비록 다른 적용에 대해 다른 범위가 선택될 수 있고, 다른 존에서의 객체가 결정될 수 있는 반면 또 다른 존에서의 객체가 무시될 수 있도록 복수개의 범위 게이트가 사용될 수 있다는 것을 알 수 있지만, 8.0'의 범위가 본 적용에 대해 가장 바람직한 것으로 밝혀졌다.
범위 게이트 옵션이 사용되지 않은 경우에서, 단계 538에서 판단은 아니오이며 프로그램은 다음 단계 536을 스킵한다. 단계 534에서의 판단이 객체는 8' 이거나 송수신기에 더 근접하다는 것을 가리키는 예인 경우, 프로그램은 300 Hz보다 더 큰 신호가 본 적용에서 무용한 것으로서 또한 거절되는 단계 536으로 향해 간다. 이해할 수 있는 바와 같이, 단계 534, 536 및 538은 프로그램을 감속하고 어지럽히게 하는 무용한 신호를 버리는 단계로서 유용하다.
단계 540을 참조하면, 역 판단이 행해진다. 객체가 송수신기로부터 멀리 떨어져 이동하는 경우에, 지점 540에서의 판단은 예이며 프로그램은 변수가 L ÷ (H + L)을 나타내는 비율이 되도록 변환되는 단계 542로 향해 간다. 이러한 비율은 이러한 값이 0.25보다 큰 경우에 대해 거절된다. 비록 다른 값이 다른 적용에 대해 선택됨을 알 수 있지만, 0.25의 값은 본 적용에 대해 가장 바람직한 것으로 결정되었다. 단계 540에서의 판단이 객체가 송수신기에 더 근접하여 이동함을 가리키는 아니오인 경우, 변수는 H ÷ (H + L)을 나타내도록 변환되며, 이러한 신호가 0.25 이상인 경우에는 이와 같은 모든 값 또한 거절된다. 단계 542 및 544에서의 계산은 단지 비율의 계산이다. 단계 542에서의 비율이 0.25보다 크거나 단계 544에서 비율이 0.25보다 큰 경우에, 이 신호는 본 적용에서 공지된 어떠한 유용한 목적도 가지지 않은 것으로서 거절된다.
다음, 비율이 0.5 이상인 경우, 신호는 데이터 집합으로부터 보다 유용하고 정확한 정보를 제공하기 위해 동적 재스케일링 단계 546으로 전달된다. 특히, 단계 544에서, H에 대한 값은 크기로 2 바이트인 반면 단계 548에서 H에 대한 값은 1 바이트 값으로 변환되었고, 2 바이트에서 1 바이트로 변환시키는 기술은 단계 546에서 취해지는 종래의 동적 재스케일링 기술이다. 재스케일된 비율은 순 방향의 이동, 즉, 객체 및 송수신기가 함께 이동할 때를 예로 들어, 단계 514에서 설명되고 표현된다.
단계 548 이후, 신호가 반올림 단계 및 판단 지점인 단계 550으로 보내진다. 단계 548로부터의 신호 비율의 소수부가 0.5 이상인 경우, 값은 반올림 단계 552로 전송되어 다음 최고의 정수에 반올림된다. 단계(548)로부터의 신호의 소수부가 0.5 미만인 경우, 비율의 소수부가 다음 버려지고 정수만이 남는다.
이제 도 29a의 연속인 도 29b를 참조하면, 단계 550 및 552로부터 반올림된 정수는 이 값이 역방향을 나타내는지의 여부에 대한 판단을 위해 다시 판단 지점(554)으로 보내진다. 이 값이 역방향을 나타내는 경우, 거리는 단계 556에서 비율 × 85%로서 표현된다. 비록 다른 값이 다른 적용에서 사용될 수 있다 할지라도, 값 85%는 본 적용의 실시예 1에 대해 가장 양호한 값이 되도록 결정되었다. 유사하게, 만약 박스 554에서 판단이 아니오인 것으로 결정되면, 다시 말하면, 순 방향, 즉 객체 및 송수신기가 서로 더 근접하여 오는 것을 가리키면, 비율은 단계 558에서 거리 계산을 산출하기 위해 65%로 곱해진다. 다시, 값 65%는 본 적용에서 베스트 모드인 것으로 경험적으로 결정되었고 이러한 숫자는 다른 적용에서는 변경될 수 있다.
다음에, 단계 558의 결과는 판단 박스 560 및 단계 562 및 564로 보내지고, 단계 564에서 순방향 거리는 단계 558로부터의 거리 값 빼기 1이 되도록 결정되고 역 방향의 경우에서의 거리 값은 단계 558에서 표현된 거리 값 빼기 0이고, 이는 주 프로그램(500)에 대하여 상기 설명된 바와 같이 다른 표현이거나 단계 520의 반복이다. 다음, 단계 566에서, 거리가 0인지의 여부에 대해 판단하고, 만약 답이 아니오이면, 프로그램은 단계 568을 건너 뛴다. 판단 박스 566에서 거리가 0이면, 다음 서브루틴은 0 신호가 잡음의 결과인지의 여부에 대한 종래의 결정이 이루어지는 단계 568로 이어진다. 만약 대답이 예이면, 프로그램은 주 루프(500)로 복귀하고 만약 답이 아니오이면, 프로그램은 도 29c에 도시된 서브 루틴의 부분으로 이어진다.
도 29c를 참조하면, 프로그램은 단계 568로부터 단계 570으로 진행하고, 여기서 루틴은 이것이 전력이 온된 후의 제1 시간인지를 알기 위해 검사한다. 만약 대답이 예이면, 프로그램은 이전에 설명된 바와 같이, 변수 DF가 7과 같게 설정되는 단계 572로 이어진다. 단계 520에서의 판단이 아니오인 경우, 즉 이것은 전력이 온된 후의 제1 시간이 아닌 것을 가리키면 프로그램은 판단 지점(574)으로 스킵하며 이 지점에서 프로그램은 단계 564 및 단계 566에서 계산된 거리 값 빼기 초기에 0으로 설정된 초기 값 DF를 결정하도록 검사한다. 만약 거리 빼기 변수 DF가 0 미만이면, 574에서의 대답은 예이고 프로그램은 단계 576으로 이어진다. 만약 대답이 574에서 아니오이면, 거리 빼기 DF가 0 이상인 것을 가리키고, 프로그램은 단계 580으로 이어진다.
단계 576에서, 비교 값이 -1이 되는 것을 제외하고 동일한 계산이 수행된다. 만약 거리 빼기 DF의 값이 -1 미만이면, 대답은 예이며 프로그램은 단계 578로 이어진다. 만약 대답이 아니오이면, 프로그램은 단계 582로 이어진다. 단계 578이 도달되는 경우, 변수 값은 -1로 설정되고 프로그램은 단계 582로 이어진다.
판단 박스 580을 참조하면, 단계 574에 설명된 것과 동일한 계산이 수행된다. 그러나, 계산은 값 +1과 비교된다. 만약 이 값이 +1보다 크다면 프로그램은 단계 579로 이어지고, 만약 대답이 아니오이면, 프로그램은 단계 582로 이어진다. 단계 579에서, 만약 거리 빼기 DF가 +1보다 크다면, 변수값은 +1로 설정되고 프로그램은 단계 582로 이어진다.
단계 582에서, DFR로서 지칭되는 신규 변수값이 DFR 초기값 더하기 (거리 빼기 DF)와 같게 설정된다. 이 단계에서, 최종 DFR은 레지스터에 포함되고 이는 프로그램의 반복이 발생함에 따라 끊임없이 갱신된다. 각 단계 582 다음으로 프로그램은 도 29d에 도시된 바와 같이 단계 584로 이어진다. 단계 584에서, DFR의 최종값은 0과 비교된다. 만약 DFR이 0보다 크지 않으면, 프로그램은 단계 594로 이어진다. 만약 DFR의 값이 0 미만이면, 프로그램은 단계 586으로 이어진다.
단계 594에서, DFR의 값은 6과 비교되고 만약 이 값이 6보다 크면 프로그램은 변수값 DF가 DF +1과 같게 설정되는 단계 596으로 이어진다. 만약 대답이 단계 594에서 아니오이면, 다음 프로그램은 판단 지점 600으로 이어진다.
판단 지점 586으로 되돌아가서, 변수값 DFR은 도시된 바와 같이 값 -6과 비교되고, 만약 대답이 아니오이면, 프로그램은 단계 600으로 이어진다. 변수값 DFR이 -6 미만이면, 프로그램은 변수값 DF가 DF - 1과 같게 설정되는 단계 590으로 이어지고, 프로그램은 변수값 DFR을 0과 같게 설정함으로써 소거하는 단계 592로 이어지며 이후 프로그램은 다음 단계 600으로 이어진다.
판단 지점 600에서 변수값 DF는 값 0과 비교되고, 만약 대답이 예이면, 즉 변수값 DF는 0 미만임을 가리키면 프로그램은 주 루프로 되돌아간다. 만약 DF가 0 이상이면, 프로그램은 비퍼(602) 및 막대 코드(604)로 이어지고, DF 값이 비프의 양 또는 빈도 및/또는 광의 수 또는 시퀀싱과 같은 적절한 형태로 디스플레이되며, 비퍼 단계 526, 막대 코드 528이 하부 우측 코너에 도시되어 있는 도 28에 도시된 된 바와 같이 주 루프(500)로 되돌아간다. 이 경우에 주 루프로의 복귀는 프로그램이 또 다른 S1인터럽트를 기다리는 단계 506으로 복귀하는 것을 의미한다.
도 15-16을 참조하면, 본 발명의 레이더 송수신기 유닛(108)의 배치에 대한 다양한 위치가 기술된다. 예를 들어, 송수신기 유닛(108)은 후면 부위에, 조정 가능한 브라캣(170)에 고정되고 소정의 각으로 하부 범퍼 아래로 매달려 배치될 수 있다. 도 18 및 19를 참조로 좀 더 상세하게 기술되는 바와 같이, 브라캣(170)은 빔 전달 방향이 예를 들어 도 15에 도시된 16°의 각으로, 가변될 수 있도록 조정될 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 송수신기 유닛은 도 15에서 172로 도시된 바와 같이 백업 광 커버 뒤에 백업 광과 함께 자리 잡게될 수 있다. 대안으로 또는 가장 바람직하게, 본 발명의 레이더 송수신기 유닛은 시야로부터 유닛을 은폐하고 유닛에 대해 추가적인 보호를 제공하기 위한 전면 및/또는 후면 범퍼 뒤에 배치될 수 있다. 도 15의 점선은 레이더 송수신기로부터 시각/오디오 경고 장치까지 이어지는 신호 전달 라인 및 커넥터를 가리킨다. 유사하게, 도 17은 범퍼 하부에 위치되고 본 발명의 조정 가능한 브래캣(170)에 탑재된 본 발명의 두 개의 레이더 송수신기를 도시한다.
도 17은 또 다른 운송 수단인 트랙터 트레일러의 상면도이고, 여기서 두 개의 레이더 송수신기 유닛(174, 176)은 그 빔이 오버랩하는 관계로 도시되어 있는 트레일러의 후면에 위치된다.
도 18-19에 대하여, 본 발명의 레이더 송수신 유닛(108)을 보존하기 위한 바람직한 브래캣(170)이 도시된다. 도 18은 브래캣 플레이트(178), 종래의 너트(182) 및 나사(184)를 구비하는 피벗(180) 및 송수신기 유닛 보존 플레이트(186)를 도시하는 측면도이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 원뿔형의 전달 빔은 송신 안테나로부터 방출되는 것으로서 도시되어 있다. 도 19를 참조하면, 본 발명의 브래캣(170)의 전면도가 도시되어 있다.
자동차 안전 경고 시스템에서 도플러 레이더 경고 시스템의 응용이 이제 본 발명의 선택적 바람직한 실시예로서 기술된다. 이러한 실시예는 다음과 같은 두 개의 명확한 기술을 조합한다.
(1) 이미지 식별, 보안 및 비디오 패턴 인식에 대한 2 차원 이미지 및 실시간 비디오/오디오 장면을 제공하기 위해 적용되는 고 화질, 저비용 종래 비디오 카메라; 및
(2) 자동차, 트럭 또는 다른 운송 수단 및 객체 사이의 거리를 계산하고 경고 신호를 제공하기 위해, 오디오 알람 비퍼, 다중 언어 경고 음성 신디사이저, 및 거리 표시용 녹색, 황색 및 적색 LED를 포함하는 우수한 도플러 레이더.
경고 시스템(200)은 도 20에서 개략적으로 도시되고 신호 처리 유닛(202), 센서(204) 및 디스플레이 장치(206)을 포함한다. 센서(204)는 바람직하게 비디오 카메라(208), 디지털 카메라(210), 적외선 센서(212), 소나 유닛(214, sonar unit), 근접 센서(216) 및/또는 가장 바람직하게는 도플러 레이더 유닛(218)을 포함한다. 도플러 레이더 유닛(218)은 도 1-19를 참조로 상기 기술된 바와 같다. 본 발명에 사용된 다른 센서는 모두 일반적이다.
신호 처리 유닛(202)은 센서로부터 신호를 수신하고, 회로(222)에서 임의의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 신호 처리 유닛(220)을 포함하고; 224에서 도식적으로 지칭되는 회로 및 소프트웨어 구현에서 하나 이상의 디스플레이 장치 상에 디스플레이하기 위해 센서의 범위 내에서 객체의 운동 및 거리의 비율을 계산한다. 처리 유닛(202)는 또한 신호를 송신하고 원격 디스플레이 장치(206)로부터 지시를 수신하기 위한 송신기/수신기 유닛(226)을 포함한다. 도 20에 도시된 응용에서, 송수신기(46)는 무선이다. 가정에서 이용되는 응용에서, 데이터 및 제어 신호는 종래의 신호 라인을 거쳐 전달될 수 있고 개인용 컴퓨터로 가정 용구를 제어하는데 현재 사용되는 것과 같은 종래 프로토콜을 사용할 수 있다.
디스플레이(206)는 바람직하게는 거리 디스플레이(228), 비디오 디스플레이(230), 다중 언어 음성 신디사이저(232), 스피커(234) 및 바람직하게는 비디오 전화기인 원격 디스플레이(236)를 포함한다.
도 21을 참조하면, 자동차(238)에서 본 시스템 배향의 개략적인 묘사가 도시된다. 만약 범퍼가 도플러 레이더 센서용 금속이 아니라면, 예를 들어 운송 수단(238)의 후면 가까이 및 그것의 후면 범퍼 뒤에 있는 네 개의 센서(240,242, 246 및 248)와 같이, 센서(240-260)는 운송 수단의 외부를 따라 그리고 근처의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 이들 센서는 차의 주어진 영역이 거리 및 이동 속도 뿐만 아니라 시각 정보가 운송 수단 근처의 객체에 대해 결정될 수 있도록 몇몇 타입의 센서를 포함해야 한다는 점에서 바람직하게 혼합되어 있다. 유사하게, 복수개의 센서(250, 252, 254, 256, 258 및 260)가 운송 수단(238)의 전면 근처에서의 객체에 관한 시각, 거리 및 이동 속도 정보를 얻기 위해, 운송 수단의 정면 및 정면 측부 가까이에 위치될 수 있다. 다양한 센서로부터의 신호는 다음 중앙 처리 또는 신호 처리 유닛(262)로 송신되어 처리되며, 처리된 신호는 다음 디스플레이 장치로 송신된다. 도 21 실시예에서, 운송 수단 근처의 객체에 관한 오디오 정보를 제공하는 스피커(266 및 268)를 가진 오디오 디스플레이 장치(264)는 운송 수단의 후면 윈도우 근처에 있는 것으로 도시되어 있다. 유사하게, 오디오 및/또는 시각 디스플레이(270 및 272)는 운송 수단의 계기반(dash board) 상에 위치되어 있는 것으로 도시되어 있다.
도 22를 참조하면, 또 다른 운송 수단(274)은 다양한 위치에 배치된 본 발명의 6 개의 센서를 갖추고 있는 것으로 개략적으로 도시되어 있다. 예를 들어, 도 22의 실시예에서, 한 세트의 센서(278)가 운송 수단의 중간, 후면에 위치되고 이러한 조합된 센서는 바람직하게 비디오 카메라뿐만 아니라 도플러 레이더 송수신기 유닛을 포함한다. 센싱 유닛(278)은 도 22에서 영역(280)으로 표현된 것으로서 운송 수단의 후면을 향하여 유효 존의 범위를 가진다. 유사하게, 운송 수단의 좌측 후면은 유효 존(284)의 범위를 제공하기 위해 도플러 레이더 및 비디오 카메라 센싱 능력을 갖는 센싱 유닛(282)을 포함한다. 운송 수단의 좌측 전면은 영역(288)에서의 범위를 갖는 센싱 유닛(286)을 포함하고; 운송 수단의 전면은 영역(292)에 대한 범위를 제공하는 센싱 유닛(290)을 포함하고; 운송 수단의 우측 전면은 영역(296)의 범위를 제공하는 센싱 유닛(294)를 포함하며; 운송 수단의 우측 후면은 영역(300)의 범위를 갖는 센싱 유닛(298)을 포함한다. 비록 도 22에 지칭된 각각의 센싱 유닛이 도플러 레이더 및 비디오 카메라를 포함하는 것이 바람직하지만, 도 20에서 설명한 바와 같은 센서의 다양한 조합이 사용될 수 있다.
도 23은 센싱 유닛이 운송 수단의 좌측 후면, 우측 후면, 좌측 전면 및 우측 전면에 배치되고 운송 수단이 길거리에 주차하기 위해 위치되는 상황에서 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 운송 수단은 지칭된 바와 같이 네 개의 센싱 유닛을 구비하거나, 또는 운송 수단의 측면을 따라 추가적인 센싱 유닛을 가질 수 있고, 이러한 센싱 유닛은 주차 모드의 동작시에 동작 해제된다. 운송 수단(302)는 그것의 우측 후면에 영역(306)의 범위를 제공하는 비디오 센서 및 도플러 레이더 송수신기를 바람직하게 포함하는 센싱 유닛(304)을 포함한다. 운송 수단(302)의 좌측 후면은 영역(310)의 범위를 제공하는 제2 센싱 유닛(308)을 포함한다. 도 23에 도시된 바와 같이, 운송 수단(302)의 후면에 대한 운송 수단(312)은 센서(304)의 존(306) 및 센서 유닛(314)의 존(310) 이내에 있다. 운송 수단의 좌측 전면은 영역(316)의 범위를 제공하는 센서 유닛(314) 및 영역(320)의 범위를 제공하는 센싱 유닛(318)을 포함한다. 도 23에 도시된 바와 같이, 운송 수단(302)의 전면에 주차된 또 다른 운송 수단(322)은 존(316 및 322) 내에 있다. 본 발명에 있어, 차(302)의 운전자에게 유용한 시각 정보 및 범위 정보는 커브(324) 다음 및 차(312)의 앞 및 차(322)의 뒤의 주차 공간으로 진입하고 나올 때 운전자를 도와 준다. 시각 정보 및 범위 정보는, 예를 들어, 운송 수단(302)의 중앙 계기반 상에 위치된 디스플레이(326)에서 디스플레이된다. 도 23에 도시된 바와 같이, 디스플레이는 거리 디스플레이(328), 예를 들어, 불이 켜질때, 디스플레이(328)에서 디스플레이되는 범위 정보가 차(302)의 앞에 있는 운송 수단(322)에 대한 범위 또는 거리인 것을 나타내는 디스플레이(330), 및 불(332)이 켜질때, 후면에 있는 운송 수단(312)과 운송 수단(302) 사이의 거리를 나타내는 디스플레이(328)와 같이, 디스플레이(326)가 운송 수단의 후면 또는 운송 수단의 전면에 있는 객체에 대한 정보를 제공하는 지의 여부를 운전자에게 나타내는 선택 디스플레이(330 및 332)를 포함할 수 있다. 유사하게, 디스플레이(326)는 차(302)의 후면 및 차(312)의 전면으로부터 뷰를 나타내는 디스플레이(334), 및 운송 수단(332)의 후면을 나타내는 디스플레이(336)로서, 두 개의 동시 비디오 디스플레이(334 및 336)를 제공한다. 이해할 수 있는 바와 같이, 센싱 유닛의 변화에 대한 디스플레이의 자동 스위칭 또는 샘플링을 제공하고, 도시되는 디스플레이 또는 디스플레이들의 수동 선택을 제공하는 것과 같이, 디스플레이의 다양한 선택이 행해질 수 있다.
도 24를 참조하면, 본 발명의 대체 실시예 및 이용이 기술된다. 운송 수단(338)은 운송 수단의 각 측에 위치된 네 개의 센싱 유닛을 갖고 있는 것으로 도시된다. 이러한 센싱 유닛은 단지 운송 수단상의 센싱 유닛일 수 있고 또는 다른 도면에 대해 도시되고 기술된 바와 같이, 다른 센싱 유닛과 함께 운송 수단의 전면 및 후면에 배치될 수 있다. 운송 수단의 우측 전면은 영역(342)의 범위를 제공하는 센싱 유닛(340); 영역(346)의 범위를 제공하는 우측 후면 센싱 유닛(344); 영역(350)의 범위를 제공하는 좌측 후면 센싱 유닛(348); 영역(354)의 범위를 제공하는 좌측 전면 센싱 유닛(352)를 포함한다. 다른 실시예에서와 같이, 각 센싱 유닛은 비디오 카메라 또는 디지털 카메라와 같은 시각 센싱 장치 및 소나 장치 또는 도플러 레이더 장치를 포함한다. 도 24에서는 제2 운송 수단(356)이 운송 수단(338)을 향해 이동하는 것이 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 센싱 유닛은 충돌의 조기 경고를 제공하는데 사용될 수 있고, 운송 수단(338)의 운전자/승객에게 오디오/시각 디스플레이를 제공하는 것 이외에, 바람직하게 에어백과 같은 안전 장치에 입력으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, DSP 소프트웨어는 운송 수단(356 및 338) 사이의 임박한 충돌을 가리키는 신호의 수신 및 확인시 운송 수단(338)의 에어 백에 대한 작동 신호를 제공하도록 기록될 수 있다. 이러한 충돌 예상 기능은 속도 및 거리의 조합과 같은, 에어백 시스템를 작동시키기 위한 다양한 기준을 제공한다.
도 25를 참조하면, 본 발명의 또 다른 특징이 기술된다. 운송 수단(358)이 네 개의 센싱 유닛 및 대응 센스된 존(360 및 362; 364 및 366; 368 및370; 372 및 374)을 갖고 있는 것으로 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 이해 관계의 객체는 이 경우에 정지 및 진입을 목적으로 차에 접근하는 누군가가 될 수 있는 타겟(376)이다. 예를 들어, 만약 차(358)가 주차 구역에 주차되고 점유자가 레스토랑 또는 극장과 같은 원 거리 위치에 있으면, 본 발명의 시스템은 사람이 운송 수단에 너무 근접하여 다가오는 경우, 바람직하게는 디지털 방식인 원격 비디오 폰(378)을 동작시키도록 선-설정된다. 유사하게, 비디오 폰(378)은 운송 수단의 안전에 대해 검사하도록 시간별로 사용될 수 있다. 예를 들어, 만약 레스토랑에서 차가 외부에 주차되어 있고 점유자가 내부에서 식사를 하는 경우, 비디오 폰(378)에 존(362, 366, 370 및 374)이 디스플레이되도록 디지털 비디오폰(378)을 온 상태로 설정하여 둘 수 있다. 도 25에 도시된 바와 같이, 센서(360)는 디지털 처리 유닛(380)으로 사람(376)에 관한 시각 및 범위 데이터를 제공한다. 디지털 처리 유닛(380)의 출력은 안테나(382)를 경유하여 비디오 폰(378)의 수신 안테나(384)로 전달된다. 비디오 정보는 디스플레이(386) 상에 도시될 수 있고 범위 정보는 디스플레이(388) 상에 도시될 수 있다. 키 패드(390)는 하나의 디스플레이로부터 다른 디스플레로 전환하는 등의 시스템 제어에 사용될 수 있다. 또한, 예를 들어, 만약 운송 수단(358) 근처의 객체의 크기, 객체의 범위 및/또는 객체의 속도의 선정된 조합이 어느 정도 최소 선정 값을 초과하면, 시스템은 비디오 전화(378)로 자동적으로 호출을 개시하여 운송 수단에서 있을 수 있는 정지 및 진입, 충돌 또는 다른 문제의 원격 경보를 제공하도록 셋업될 수 있다.
도 26을 참조하면, 본 발명의 원리가 빌딩 보안 또는 안전 경고 시스템에 적용되어 있는 것으로 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 창(394) 및 문(396) 갖는 빌딩벽(392)에는 존(400)의 범위를 제공하는 센싱 유닛(398)이 설치되어 있다. 이전 도면에 대하여 기술된 센싱 유닛에서와 같이, 센싱 유닛(398)은 바람직하게는 시각형 정보를 제공하는 것 및 범위 정보를 제공하는 것으로 적어도 두 개의 다른 타입의 센서를 포함한다.
도 27을 참조하면, 본 발명은 세 개의 센싱 유닛이 넓은 존의 범위를 제공하기 위해 빌딩의 단부 근처에서 이용되는 빌딩 보안 시스템에 적용되는 것으로 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 빌딩(402)은 펜스(404, fence) 내에 펜스 영역을 포함한다. 제1 센싱 유닛(406)은 존(408)에서 시각 및 범위 정보를 제공하고; 센싱 유닛(410)은 존(412)내에 타겟 또는 객체에 대한 시각 및 범위 정보를 제공하며; 센싱 유닛(414)은 존 (416)내의 객체에 대한 시각 및 범위 정보를 제공한다.
빌딩 보안에 사용하기 위한 적용에서, 운송 수단에 대해 상기 기술된 바와 같이 본 발명의 원리가 직접 적용될 수 있다. 예를 들어, 다양한 형태의 디스플레이 장치가 빌딩 내부의 위치에 배치될 수 있는데, 이는 도 25를 참조하여 상기 기술된 비디오 전화와 같은 원격형 디스플레이 장치일 수 있다. 유사하게, 상기 기술된 바와 같은 신호 처리 유닛은 빌딩 보안 시스템에 사용될 것이며, 센싱 유닛 및 디스플레이 유닛의 수 및 위치는 사용자가 정한 각각의 특정 빌딩 및 디자인 선택에 따라 변할 것이다. 시각 디스플레이 장치로서 비디오 폰 이외에, 텔레비젼 및/또는 개인용 컴퓨터 모니터가 또한 사용될 수 있다. 시스템 제어는 또한 종래 신호 프로토콜의 채택을 통해, 텔레비젼의 보편적인 제어기, 개인용 컴퓨터에 대한 키패드 또는 마우스를 통하여 제공될 수 있다. 제어 및 데이터 신호가 무선 또는 빌딩에 배치된 견고한 배선을 통해 전달될 수 있다.
본 시스템은 또한 시각적으로 비교를 위한 이용에 적용될 수 있다. 이 시스템은 사용자가 휴대할 수 있고 동작시 범위, 속도 및 크기 또는 윤곽 정보를 제공하는 휴대용 유닛으로 일체화될 수 있다. 이러한 응용은 이해 관계의 존에서 객체의 형태를 식별할 때 사용자를 도와 주기 위해 종래의 비디오 형태 인식 기술을 이용하는 것을 예상할 수 있다.
지금 까지 기술된 본 발명이 일반적으로 가장 실제적이고 바람직한 실시예인 것으로 고려되고 있을 지라도, 본 발명은 개시된 실시예에 제한되는 것이 아니라, 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 이내에 포함되는 변화, 변형 및 등가 장치를 커버하도록 의도된 것으로 해석되야 한다.

Claims (16)

  1. 객체로부터 반사된 제1 도플러 아날로그 신호를 생성하고 객체로부터 반사된 제2 도플러 아날로그 신호를 생성하도록 적용된 송수신기를 포함하여, 도플러-쉬프트 에코 신호를 제공하는 객체에 대한 범위 정보를 결정하기 위해, 컴퓨터 프로그램으로 구현되는 운송 수단에 탑재된 도플러 레이더 경고 시스템에 있어서,
    메모리를 갖고 있으며 상기 제1 및 제2 아날로그 신호의 위상 쉬프트에 대응하는 디지털 신호를 처리하는데 적용되는 컴퓨터 장치(computing device);
    상기 컴퓨터 장치에 의해 수행 가능한 응용 프로그램; 및
    상기 송수신기 및 상기 객체 사이의 거리를 나타내는 디지털 신호를 제공하기 위한 상기 응용 프로그램내의 루틴
    을 포함하는 도플러 레이더 경고 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    1 내지 10의 범위의 값을 갖는 정수로 상기 디지털 신호를 나누기 위한 상기 응용 프로그램내의 루틴을 더 포함하는 도플러 레이더 경고 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송수신기 및 상기 객체 사이의 거리를 나타내는 디스플레이를 더 포함하는 도플러 레이더 경고 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    선정된 존(zone) 내의 객체를 검출하고 상기 선정된 존에는 없는 임의의 객체를 무시하기 위한 상기 응용 프로그램에서의 루틴을 더 포함하는 도플러 레이더 경고 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    양의 전압 상태로부터 음의 전압 상태로 및 그 역으로의 제로 전압 상태를 통해 교차하는 제1 아날로그 신호의 발생을 검출하는데 적용된 제1 신호 제로 교차 검출기; 및
    양의 전압 상태로부터 음의 전압 상태로 및 그 역으로의 제로 전압 상태를 통해 교차하는 제2 아날로그 신호의 발생을 검출하는데 적용된 제2 신호 제로 교차 검출기
    를 더 포함하는 도플러 레이더 경고 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 송수신기의 송신 안테나로부터 송신된 빔의 폭을 가변시키도록 적용되는 가변 빔 폭 반사기를 더 포함하는 도플러 레이더 경고 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    5.8 ISM 주파수 대역 이내에서 동작하도록 적용되는 도플러 레이더 경고 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 송수신기 속도에 대한 상기 객체의 속도를 나타내는 디지털 신호를 제공하기 위한 루틴을 더 포함하는 도플러 레이더 경고 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 객체의 비디오 이미지를 얻도록 적용되는 비디오 카메라를 더 포함하는 도플러 레이더 경고 시스템.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이는 광 신호 또는 오디오 신호를 포함하는 도플러 레이더 경고 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 송수신기를 휴대하고 적어도 하나의 운동 방향으로 조정 가능하도록 적용되는 조정 가능한 브래켓(adjustable bracket)을 더 포함하는 도플러 레이더 경고 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 객체 및 상기 송수신기 사이의 거리를 나타내는 신호를 무선 전송으로 수신하도록 적용되는 원격 디스플레이를 더 포함하는 도플러 레이더 경고 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    운송 수단에 상기 송수신기의 부착을 통한 상기 운송 수단과의 결합으로 된 도플러 레이더 경고 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    빌딩에 인접하거나 그 내부의 선정된 영역으로 빔을 송신하고 상기 도플러 쉬프트 신호를 수신하도록 상기 송수신기를 배치함으로써 상기 빌딩과 결합되는 도플러 레이더 경고 시스템.
  15. 객체 및 컴퓨터에 의한 도플러 레이더 송수신기 사이의 거리를 결정하는 방법에 있어서,
    음의 전압으로부터 양의 전압으로 변하며 제로 볼트 상태를 통하여 수회 지나가는 상기 객체로부터 반사되는 도플러 쉬프트된 사인 곡선의 아날로그 신호를 수신 안테나로 수신하는 단계;
    아날로그 신호가 상기 제로 상태에 있는 횟수를 결정하는 단계; 및
    원 거리 신호(raw distance signal)를 제공하기 위해 상기 회수로부터 상기 객체 및 상기 안테나 사이의 거리를 나타내는 신호를 결정하는 단계
    를 포함하는 객체와 안테나간의 거리 결정 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    분할된 원 거리 신호를 제공하기 위해 1에서 10까지의 값을 갖는 정수로 상기 원 거리 신호를 우선 나누는 단계; 감산되고 분할된 원 거리 신호를 제공하기 위해 상기 원 거리 신호로 부터 상기 분할된 원 거리 신호를 감산하고, 잡음 감소 거리 신호를 제공하기 위해 상기 분할 및 감산 단계를 반복하는 단계에 의해 상기 신호로부터 잡음을 제거하는 단계를 더 포함하는 객체와 안테나간의 거리 결정 방법.
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