KR20210118054A - 물체 검출에 기초하여 작동하기 위한 기술 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 정의된 영역을 검출하는 물체 및 물체를 검출하는 정의된 영역에 기초한 다양한 액션들을 수반하는 다양한 기술들을 가능하게 한다.
Description
본 특허 출원은 2018년 9월 18일에 출원된 미국 가특허출원 제62/732,923호의 이익을 주장하며, 상기 가특허출원은 모든 목적을 위해 참조로 본 명세서에 통합된다.
본 개시는 물체 검출에 관한 것이다.
스마트폰, 웨어러블, 머리 장착 디스플레이, 차량 등과 같은 디바이스가 건물, 차량, 울타리 영역 등 내와 같이, 실내든 실외든, 정의된 영역 내에서 자신을 위치확인할 수 있게 하고, 이어서 이러한 위치확인에 기초하여 동작할 수 있게 하는 기술이 요구된다. 또한, 정의된 영역이 그 안에 위치된 디바이스를 위치확인할 수 있게 하고 이어서 이러한 위치확인에 기초하여 동작할 수 있게 하는 기술이 요구된다. 그러나, 이러한 기술들은 존재하지 않는다. 따라서, 본 개시는 이러한 기술들을 가능하게 한다.
일 실시예에서, 디바이스는 프로세서, 메모리, 디스플레이 및 거리 센서를 호스팅하는 아이웨어 프레임을 포함하고, 프로세서는 메모리, 디스플레이, 및 거리 센서와 통신하고, 메모리는 프로세서를 통해 실행가능한 명령들의 세트를 저장하고, 명령들의 세트는, 물체에 기초한 판독을 획득하도록 거리 센서에 요청하고; 물체에 대한 거리 센서의 위치를 결정하고; 위치에 기초하여 시각적 콘텐츠를 생성하고; 시각적 콘텐츠를 제시하도록 디스플레이에 요청하도록 프로세서에 지시한다
도 1은 본 개시에 따른 거리 감지 유닛을 갖는 디바이스의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 개시에 따른 디바이스 및 물체를 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 개시에 따른 정의된 영역 내의 디바이스의 위치에 기초하여 동작하기 위한 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 4는 본 개시에 따른 물체를 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 5는 본 개시에 따른 정의된 영역 내의 물체의 위치에 기초하여 동작하는 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 6a는 본 개시에 따른 거리 감지 유닛 클러스터들을 따라 이동하는 물체를 추적하는 복수의 거리 감지 유닛 클러스터들의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 6b는 본 개시에 따른 거리 감지 유닛 클러스터들 사이에서 이동하는 물체를 추적하는 복수의 거리 감지 유닛 클러스터들의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 7은 본 개시에 따른 프로세서와 통신하는 거리 감지 유닛 및 프로세서와 통신하는 거리 감지 유닛을 갖는 물체를 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 8은 본 개시에 따른 복수의 거리 감지 유닛들로부터 복수의 판독들에 기초하여 동작하는 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 9는 본 개시에 따른 정의된 영역 내의 거리 감지 유닛 클러스터들을 따라 이동하는 물체를 추적하는 복수의 거리 감지 유닛 클러스터들을 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 10은 본 개시에 따른 정의된 영역 내의 거리 감지 유닛 클러스터들 사이에서 이동하는 물체를 추적하는 복수의 거리 감지 유닛 클러스터들을 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 11은 감지 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 12는 도 11에 도시된 감지 장치의 일 실시예의 개략도이다.
도 13a는 일 실시예에 따른 송신 신호 및 대응하는 에코(echo)에 대한 비행 시간의 대략적(coarse) 스테이지 결정의 개략도이다.
도 13b는 일 실시예에 따른 송신 신호 및 대응하는 에코에 대한 비행 시간의 대략적 스테이지 결정의 다른 개략도이다.
도 14는 도 11에 도시된 몇몇 송신 신호들에 대해 계산되고 평균화되는 상관 값들의 일례를 예시한다.
도 15는 도 12에 도시된 감지 조립체의 일 구현 또는 일부의 다른 개략도이다.
도 16은 도 12에 도시된 감지 조립체의 프론트 엔드의 일 실시예의 개략도이다.
도 17은 도 11에 도시된 시스템의 기저대역 프로세싱 시스템의 일 실시예의 회로도이다.
도 18은 일 실시예에서, 비교 디바이스가 도 12에 도시된 기저대역 에코 신호의 관심 비트를 도 12에 도시된 패턴 신호의 패턴 비트와 비교하는 방법의 일례의 개략도이다.
도 19는 도 17에 도시된 비교 디바이스가 도 12에 도시된 기저대역 에코 신호의 관심 비트를 도 12에 도시된 패턴 신호의 패턴 비트와 비교하는 방법의 다른 예를 예시한다.
도 20은 도 17에 도시된 비교 디바이스가 도 12에 도시된 기저대역 에코 신호의 관심 비트를 도 12에 도시된 패턴 신호의 패턴 비트와 비교하는 방법의 다른 예를 예시한다.
도 21은 일례에 따라 도 17에 도시된 측정 디바이스들에 의해 제공되는 도 17에 도시된 출력 신호들 및 도 12에 도시된 CPU 디바이스에 의해 사용되는 에너지 임계치들의 예들을 예시한다.
도 22는 도 11에 도시된 시스템의 기저대역 프로세싱 시스템의 다른 실시예의 회로도이다.
도 23은 일 실시예에 따른 도 12에 도시된 디지털화된 에코 신호의 동위상(I) 및 직교위상(Q) 컴포넌트들의 투영들을 예시한다.
도 24는 일 실시예에 따라 도 11에 도시된 상이한 타겟 물체들(104)에서 반사되는 도 11에 도시된 에코들을 구별하기 위한 기술을 예시한다.
도 25는 일 실시예에 따른 안테나의 개략도이다.
도 26은 도 11에 도시된 감지 조립체의 프론트 엔드의 일 실시예의 개략도이다.
도 27은 도 26의 라인 17-17을 따라 도 25에 도시된 안테나의 일 실시예의 개략도이다.
도 28은 격납 시스템의 일 실시예를 예시한다.
도 29는 구역 제한 시스템의 일 실시예를 예시한다.
도 30은 체적 제한 시스템의 다른 실시예를 예시한다.
도 31은 이동 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 32는 일례에 따른 몇몇 물체 모션 벡터들의 개략도이다.
도 33은 의료 애플리케이션에서 도 11에 도시된 감지 조립체를 사용하는 일례의 개략도이다.
도 34는 도 11에 도시된 시스템의 애플리케이션의 일례에 따른 인간 대상들의 2차원 이미지이다.
도 35는 감지 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 36은 감지 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 37a 및 도 37b는 타겟 물체로부터의 분리 거리들 및/또는 타겟 물체의 모션을 감지하기 위한 방법의 일 실시예를 예시한다.
도 38은 다른 실시예에 따른 감지 시스템의 개략도이다.
도 39는 도 38에 도시된 감지 시스템에 의해 획득된 타겟 물체의 측방향 크기 데이터를 표현하는 개략도이다.
도 40은 도 38 및 도 39에 도시된 감지 조립체 및 타겟 물체의 다른 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 디바이스 및 물체를 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 개시에 따른 정의된 영역 내의 디바이스의 위치에 기초하여 동작하기 위한 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 4는 본 개시에 따른 물체를 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 5는 본 개시에 따른 정의된 영역 내의 물체의 위치에 기초하여 동작하는 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 6a는 본 개시에 따른 거리 감지 유닛 클러스터들을 따라 이동하는 물체를 추적하는 복수의 거리 감지 유닛 클러스터들의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 6b는 본 개시에 따른 거리 감지 유닛 클러스터들 사이에서 이동하는 물체를 추적하는 복수의 거리 감지 유닛 클러스터들의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 7은 본 개시에 따른 프로세서와 통신하는 거리 감지 유닛 및 프로세서와 통신하는 거리 감지 유닛을 갖는 물체를 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 8은 본 개시에 따른 복수의 거리 감지 유닛들로부터 복수의 판독들에 기초하여 동작하는 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 9는 본 개시에 따른 정의된 영역 내의 거리 감지 유닛 클러스터들을 따라 이동하는 물체를 추적하는 복수의 거리 감지 유닛 클러스터들을 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 10은 본 개시에 따른 정의된 영역 내의 거리 감지 유닛 클러스터들 사이에서 이동하는 물체를 추적하는 복수의 거리 감지 유닛 클러스터들을 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 11은 감지 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 12는 도 11에 도시된 감지 장치의 일 실시예의 개략도이다.
도 13a는 일 실시예에 따른 송신 신호 및 대응하는 에코(echo)에 대한 비행 시간의 대략적(coarse) 스테이지 결정의 개략도이다.
도 13b는 일 실시예에 따른 송신 신호 및 대응하는 에코에 대한 비행 시간의 대략적 스테이지 결정의 다른 개략도이다.
도 14는 도 11에 도시된 몇몇 송신 신호들에 대해 계산되고 평균화되는 상관 값들의 일례를 예시한다.
도 15는 도 12에 도시된 감지 조립체의 일 구현 또는 일부의 다른 개략도이다.
도 16은 도 12에 도시된 감지 조립체의 프론트 엔드의 일 실시예의 개략도이다.
도 17은 도 11에 도시된 시스템의 기저대역 프로세싱 시스템의 일 실시예의 회로도이다.
도 18은 일 실시예에서, 비교 디바이스가 도 12에 도시된 기저대역 에코 신호의 관심 비트를 도 12에 도시된 패턴 신호의 패턴 비트와 비교하는 방법의 일례의 개략도이다.
도 19는 도 17에 도시된 비교 디바이스가 도 12에 도시된 기저대역 에코 신호의 관심 비트를 도 12에 도시된 패턴 신호의 패턴 비트와 비교하는 방법의 다른 예를 예시한다.
도 20은 도 17에 도시된 비교 디바이스가 도 12에 도시된 기저대역 에코 신호의 관심 비트를 도 12에 도시된 패턴 신호의 패턴 비트와 비교하는 방법의 다른 예를 예시한다.
도 21은 일례에 따라 도 17에 도시된 측정 디바이스들에 의해 제공되는 도 17에 도시된 출력 신호들 및 도 12에 도시된 CPU 디바이스에 의해 사용되는 에너지 임계치들의 예들을 예시한다.
도 22는 도 11에 도시된 시스템의 기저대역 프로세싱 시스템의 다른 실시예의 회로도이다.
도 23은 일 실시예에 따른 도 12에 도시된 디지털화된 에코 신호의 동위상(I) 및 직교위상(Q) 컴포넌트들의 투영들을 예시한다.
도 24는 일 실시예에 따라 도 11에 도시된 상이한 타겟 물체들(104)에서 반사되는 도 11에 도시된 에코들을 구별하기 위한 기술을 예시한다.
도 25는 일 실시예에 따른 안테나의 개략도이다.
도 26은 도 11에 도시된 감지 조립체의 프론트 엔드의 일 실시예의 개략도이다.
도 27은 도 26의 라인 17-17을 따라 도 25에 도시된 안테나의 일 실시예의 개략도이다.
도 28은 격납 시스템의 일 실시예를 예시한다.
도 29는 구역 제한 시스템의 일 실시예를 예시한다.
도 30은 체적 제한 시스템의 다른 실시예를 예시한다.
도 31은 이동 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 32는 일례에 따른 몇몇 물체 모션 벡터들의 개략도이다.
도 33은 의료 애플리케이션에서 도 11에 도시된 감지 조립체를 사용하는 일례의 개략도이다.
도 34는 도 11에 도시된 시스템의 애플리케이션의 일례에 따른 인간 대상들의 2차원 이미지이다.
도 35는 감지 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 36은 감지 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 37a 및 도 37b는 타겟 물체로부터의 분리 거리들 및/또는 타겟 물체의 모션을 감지하기 위한 방법의 일 실시예를 예시한다.
도 38은 다른 실시예에 따른 감지 시스템의 개략도이다.
도 39는 도 38에 도시된 감지 시스템에 의해 획득된 타겟 물체의 측방향 크기 데이터를 표현하는 개략도이다.
도 40은 도 38 및 도 39에 도시된 감지 조립체 및 타겟 물체의 다른 도면이다.
일반적으로, 본 개시는 거리 감지에 기초하여 동작하기 위한 다양한 기술들을 가능하게 하고, 이제 본 개시의 일부 실시예들이 도시된 도 1 내지 도 40을 참조하여 더 완전하게 설명된다. 그러나, 본 개시는 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있으며, 반드시 본 명세서에 개시된 실시예들로만 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이러한 실시예들은, 본 개시가 철저하고 완전해지도록, 그리고 당업자들에게 본 개시의 다양한 개념들을 완전히 전달하도록 제공된다.
본 명세서에 사용된 다양한 용어는 직접적인 또는 간접적인, 완전한 또는 부분적인, 일시적인 또는 영구적인 액션 또는 인액션(inaction)을 의미할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 요소가 다른 요소에 "상에 있는", "접속된" 또는 "결합된" 것으로 언급되는 경우, 요소는 직접 다른 요소에 상에 있거나, 접속되거나, 결합될 수 있거나, 또는 간접적 또는 직접적 변형들을 포함하여 개재 요소들이 존재할 수 있다. 대조적으로, 요소가 다른 요소에 "직접 접속된" 또는 "직접 결합된" 것으로 언급되는 경우, 어떠한 개재 요소도 존재하지 않는다.
마찬가지로, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환들 중 임의의 치환을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용한다; X가 B를 이용한다; 또는 X가 A 및 B 둘 모두를 이용한다의 경우, 상기 경우들 중 임의의 것 하에서 "X가 A 또는 B를 이용한다"가 충족된다. 또한, 특정한 실시예들에 대해 설명된 특징들은 임의의 순열 또는 조합 방식으로 다양한 다른 실시예들에서 또는 그와 조합될 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 예시적인 실시예들의 상이한 양상들 또는 요소들은 유사한 방식으로 조합될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 용어 "조합", "조합하는" 또는 "이들의 조합들"은 그 용어에 선행하는 나열된 항목들의 모든 순열들 및 조합들을 지칭한다. 예를 들어, "A, B, C, 또는 이들의 조합들"은 A, B, C, AB, AC, BC, 또는 ABC, 그리고 특정 상황에서 순서가 중요한 경우 또한 BA, CA, CB, CBA, BCA, ACB, BAC, 또는 CAB 중 적어도 하나를 포함하도록 의도된다. 이러한 예를 계속하면, BB, AAA, AB, BBC, AAABCCCC, CBBAAA, CABABB 등과 같이 하나 이상의 항목 또는 용어의 반복들을 포함하는 조합들이 명시적으로 포함된다. 당업자는, 문맥에서 달리 명백하지 않는 한, 임의의 조합에서 항목들 또는 용어들의 수에 일반적으로 제한이 없음을 이해할 것이다.
유사하게, 본원에 사용되는 바와 같이, 다양한 단수형 표현들("a", "an" 및 "the")은, 문맥상 명시적으로 달리 표시하지 않으면, 다양한 복수형 형태들을 또한 포함하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 단수형 용어("a" 또는 "an")는, 구문 "하나 이상"이 또한 본 명세서에 사용되더라도, "하나 이상"을 의미할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 경우, 용어들 "포함하다("comprises", "includes")" 또는 "포함하는("comprising", "including")"은, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 오퍼레이션들, 요소들 또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 다른 특징들, 정수들, 단계들, 오퍼레이션들, 요소들, 컴포넌트들 또는 이들의 그룹들 중 하나 이상의 존재 및/또는 추가를 배제하지는 않음을 추가로 이해할 것이다. 또한, 본 개시에서 어떤 것이 다른 것에 "기초하는" 것으로 언급되면, 이러한 진술은 하나 이상의 다른 것들에 또한 기초할 수 있는 기반을 지칭한다. 즉, 명시적으로 달리 표시되지 않으면, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "기초하는"은 "적어도 일부 기초하는" 또는 "적어도 부분적으로 기초하는"을 포함적으로 의미한다.
추가적으로, 용어 제1, 제2 및 다른 것들은 본 명세서에서, 다양한 요소들, 컴포넌트들, 영역들, 층들 또는 섹션들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 컴포넌트들, 영역들, 층들 또는 섹션들은 반드시 그러한 용어들로 제한되어서는 안 된다. 오히려, 이러한 용어들은 하나의 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션을 다른 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션으로부터 구별하기 위해 사용된다. 이와 같이, 아래에서 논의되는 제1 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션은 본 개시로부터 벗어남이 없이, 제2 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션으로 지칭될 수 있다.
또한, 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학 용어를 포함함)은, 본 발명이 속하는 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 이와 같이, 용어들, 예를 들면, 통상적으로 사용되는 사전들에서 정의되는 용어들은 관련 기술분야의 맥락에서 이들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 본 명세서에서 명시적으로 그렇게 정의되지 않는 한 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 개시에 따른 거리 감지 유닛을 갖는 디바이스의 실시예의 개략도를 도시한다. 특히, 시스템(100)은 하우징(102), 프로세서(104), 메모리(106), 거리 감지 유닛(DSU)(108), DSU(110) 및 출력 디바이스(112)를 포함한다.
하우징(102)은 프로세서(104), 메모리(106), DSU(108), DSU(110) 및 출력 디바이스(112)를 수용한다. 예를 들어, 하우징(102)은 예를 들어, 체결, 메이팅, 상호잠금, 접착, 자화, 흡입, 스티칭, 스테이플링, 못박기 등의 형태들의 물리적 결합을 통해 이러한 컴포넌트들 중 적어도 하나에 하우징(102)이 적어도 물리적으로 결합되는 경우와 같이 외부적으로, 내부적으로 등으로 수용할 수 있다. 하우징(102)은 강성, 가요성, 탄성, 중실, 천공 등일 수 있다. 예를 들어, 하우징(102)은 플라스틱, 금속, 고무, 목재, 귀금속, 보석, 직물, 희토류 원소 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(102)은 데스크톱, 랩톱, 태블릿, 스마트폰, 조이스틱, 비디오게임 콘솔, 카메라, 마이크로폰, 스피커, 키보드, 마우스, 터치패드, 트랙패드, 센서, 디스플레이, 프린터, 추가 또는 감산 제조 머신, 웨어러블, 차량, 가구 물품, 배관 도구, 건설 도구, 매트, 총기/소총, 레이저 포인터, 스코프, 쌍안경, 전기 도구, 드릴, 임팩트 드라이버, 손전등, 엔진, 액추에이터, 솔레노이드, 장난감, 펌프 등을 포함하거나, 물리적으로 또는 전기적으로 결합되거나, 그 컴포넌트이거나, 그로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블은 머리 장착 디스플레이(예를 들어, 가상 현실 헤드셋, 증강 현실 헤드셋), 시계, 손목 착용 활동 추적기, 모자, 헬멧, 이어버드, 보청기, 헤드폰, 안경테, 눈 렌즈, 밴드, 의복, 신발, 보석류 물품, 의료 디스플레이, 활동 추적기, 수영복, 해수욕복, 스노클, 스쿠버 호흡 장치, 수영용 다리 지느러미, 수갑, 임플란트, 또는 길들이든 길들이지 않든, 남성이든 여성이든, 노인, 성인, 청소년, 유아, 영아 등이든 인간, 개, 고양이, 새, 물고기 등 동물의 몸(머리카락 포함)에 착용될 수 있는 임의의 다른 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 의복은 재킷, 셔츠, 넥타이, 벨트, 밴드, 반바지, 바지, 양말, 언더셔츠, 속옷 물품, 브래지어, 저지(jersey), 스커트, 드레스, 블라우스, 스웨터, 스카프, 장갑, 두건, 팔꿈치 패드, 무릎 보호대, 파자마, 로브 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보석류 물품은 신체에 착용되든 옷에 착용되든 귀걸이, 목걸이, 반지, 팔찌, 핀, 브로치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 신발은 드레스 신발, 운동화, 부츠, 굽이 달린 신발, 롤러 스케이트, 롤러 블레이드 등을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 메모리(106), DSU(108), DSU(110) 및 출력 디바이스(112)는 플랫폼 또는 프레임 중 적어도 하나를 통해 지원된다. 예를 들어, 플랫폼 또는 프레임 중 적어도 하나는 예를 들어, 체결, 메이팅, 상호잠금, 접착, 자화, 흡입, 스티칭, 스테이플링, 못박기 등의 형태들의 물리적 결합을 통해 이러한 컴포넌트들 중 적어도 하나에 플랫폼 또는 프레임 중 적어도 하나가 적어도 물리적으로 결합되는 경우와 같이 외부적으로, 내부적으로 등으로 지지할 수 있다. 플랫폼 또는 프레임 중 적어도 하나는 강성, 가요성, 탄성, 중실, 천공 등일 수 있다. 예를 들어, 플랫폼 또는 프레임 중 적어도 하나는 플라스틱, 금속, 고무, 목재, 귀금속, 보석, 직물, 희토류 원소 등을 포함할 수 있다.
프로세서(104)는 단일 코어 또는 멀티코어 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(104)는 SOC(system-on-chip) 또는 ASIC(application-specific-integrated-circuit)를 포함할 수 있다. 프로세서(104)는, 축전지가 하우징(102)을 통해 수용되는지 수용되지 않는지 여부에 관계없이 배터리 등과 같은 축전지를 통해 전력이 공급된다. 프로세서(104)는 메모리(106), DSU(108), DSU(110) 및 출력 디바이스(112)와 통신한다.
메모리(106)는 ROM(read-only-memory), RAM(random-access-memory), 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리 등을 포함할 수 있다. 메모리(106)는, 축전지가 하우징(102)을 통해 수용되는지 수용되지 않는지 여부에 관계없이 배터리 등과 같은 축전지를 통해 전력이 공급된다.
출력 디바이스(112)는 광원, 음원, 무선파 소스, 진동 소스, 디스플레이, 스피커, 프린터, 송신기, 트랜시버 등을 포함할 수 있다. 출력 디바이스(112)는, 축전지가 하우징(102)을 통해 수용되는지 수용되지 않는지 여부에 관계없이 배터리 등과 같은 축전지를 통해 전력이 공급된다.
DSU(108)는 유선이든 무선이든 레이더 유닛, 라이다 유닛, 소나 유닛 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이더 유닛은 미국 특허 9,019,150에 개시된 바와 같이 디지털 레이더 유닛(DRU)을 포함할 수 있으며, 상기 미국 특허는 임의의 DSU 또는 DRU 시스템들, 구조들, 환경들, 구성들, 기술들, 알고리즘들 등을 포함하는 모든 목적들을 위해 본 명세서에 참조로 통합된다. 예를 들어, DRU 유닛은 미국 특허 9,019,150의 도 2, 도 3a, 도 3b, 도 14, 도 27a 및 도 27b와 함께 그리고 그에 비추어, 그 특허의 7열 33행 내지 17열 3행; 30열 38행 내지 32열 30행; 및 41열 60행 내지 44열 46행에 개시된 바와 같이 구현될 수 있다. 예를 들어, DSU는 시선 기반 또는 비-시선 기반일 수 있다. 예를 들어, DSU는 무선 신호, 광학 신호, 음향 신호 또는 다른 양식의 감지에 기초할 수 있다. 시스템(100)은 DSU n(110)까지 하나 초과의 DSU(108)를 포함할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 시스템(100)은 DSU n(110)으로 구현된 적어도 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 50, 수백, 수천, 수백만 또는 그 이상의 DSU(108)를 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 구성들에서, DSU들 중 적어도 2개는 서로 동기화되지 않고 서로 간섭하지 않지만, 임의의 DSU 또는 DRU 시스템들, 구조들, 환경들, 구성들, 기술들, 알고리즘들 등을 포함하는 모든 목적들을 위해 앞서 참조되고 본 명세서에 참조로 통합된 미국 특허 9,019,150에 설명된 바와 같이, 서로 에코들 또는 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, DSU들(108-110n)은 구조, 기능, 동작, 양식, 포지셔닝, 재료들 등에서 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
도 2는 본 개시에 따른 디바이스 및 물체를 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다. 특히, 시스템(200)은 하우징(202), 물체(204) 및 정의된 영역(206)을 포함한다. 정의된 영역(206)은 하우징(202) 및 물체(204)를 포함한다. 예를 들어, 정의된 영역(206)은 물리적 울타리 영역, 디지털 울타리 영역, 지리적 울타리 영역, 건물(주거/상업), 차고, 지하, 차량(육상/해양/공중/위성), 실내 영역, 실외 영역, 쇼핑몰, 학교, 큐비클 그리드, 다용도실, 대형 냉장고, 레스토랑, 커피 숍, 지하철 또는 버스 또는 기차역, 공항, 막사, 캠프장, 예배당, 주유소, 유전, 정유소, 창고, 농장, 실험실, 도서관, 장기 저장 시설, 산업 시설, 우체국, 선적 허브 또는 역, 슈퍼마켓, 소매점, 주택 개량 센터, 주차장, 장난감 가게, 제조 공장, 프로세싱 플랜, 수영장, 병원, 의료 시설, 에너지 플랜, 원자로 등을 포함할 수 있다. 하우징(202)은 하우징(102) 또는 다른 물체일 수 있다. 하우징(202)은 물체(204) 또는 정의된 영역(206)에 대해 정의된 영역(202) 내에서 이동식 또는 고정식일 수 있다. 하우징(202)은 예를 들어, 정의된 영역(206) 또는 정의된 영역(206) 내에 위치되거나 내로 확장되는 물체에 체결, 메이팅, 상호잠금, 접착, 자화, 흡입, 스티칭, 스테이플링, 못박기 또는 다른 형태들의 물리적 결합을 통해 정의된 영역(206) 내에 고정될 수 있다. 물체(204)는 예를 들어, 정의된 영역(206) 또는 정의된 영역(206) 내에 위치되거나 내로 확장되는 다른 물체에 체결, 메이팅, 상호잠금, 접착, 자화, 흡입, 스티칭, 스테이플링, 못박기 또는 다른 형태들의 물리적 결합을 통해 정의된 영역(206) 내에 고정될 수 있다. 물체(204)는 하우징(102) 또는 다른 물체일 수 있다. 예를 들어, 정의된 영역(206)은 물체(204)일 수 있다. 물체(204)는 하우징(202) 또는 정의된 영역(206)에 대해 정의된 영역(202) 내에서 이동식 또는 고정식일 수 있다. 정의된 영역(206)은 하우징(202) 또는 물체(204)에 대해 이동가능할 수 있다. 물체(204)는 정의된 영역(206)의 경계를 형성하거나 그 일부일 수 있다. 예를 들어, 정의된 영역(206)은 울타리 영역일 수 있고, 물체(204)는 경계를 형성하는 울타리일 수 있다.
도 3은 본 개시에 따른 정의된 영역 내의 디바이스의 위치에 기초하여 동작하기 위한 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다. 특히, 방법(300)은 정의된 영역(206) 내에 위치된 하우징(202) 및 정의된 영역(206) 내에 위치된 물체(204)를 포함한다. 하우징(202)은 하우징(102)으로서 구현된다. 예를 들어, 하우징(202)은 머리 장착 디스플레이, 또는 아이웨어 유닛이고, 물체(204)는 가구 물품이고, 정의된 영역(206)은 방이다.
블록(302)에서, 프로세서(104)는 물체(204)에 기초하여 판독을 획득하도록 DSU(108)에 요청한다. 판독은 DSU(108)가 물체(204)를 향할 수 있는 신호를 방출할 때 물체(204)로부터 DSU(108)를 통해 수신된 에코에 기초할 수 있다. 판독은 물체(204)를 통해 방출된 신호에 기초할 수 있다. DSU(108)가 판독을 획득하면, 그 판독은 프로세서(104)에서 이용가능하다.
블록(304)에서, 프로세서(104)는 판독에 기초하여 정의된 영역(206) 내의 물체(204)에 대한 하우징(202)의 위치를 결정한다. 예를 들어, 위치는 판독이 DSU(108)를 통해 수신된 에코에 기초할 때 비행 시간에 기초하여 결정된다. 위치는, 예를 들어, 미리 결정되는 것을 통해 다른 위치 정보가 이용가능할 때와 같이 추정되거나 개선될 수 있다.
블록(306)에서, 프로세서(104)는 위치에 기초한 액션을 취한다. 액션은 데이터 구조를 판독하는 것, 데이터 구조에 데이텀을 기록하는 것, 데이터 구조 내에서 데이텀을 수정하는 것, 데이터 구조에서 데이텀을 삭제하는 것, 입력 장치로 하여금 액션을 취하게 하는 것, 출력 디바이스로 하여금 액션을 취하게 하는 것, 신호가 생성되게 하는 것, 신호가 전송되게 하는 것, 신호가 수신되게 하는 것 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 디바이스는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력 인터페이스, 터치-인에이블 디스플레이, 수신기, 트랜시버, 센서, 하드웨어 서버 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력 디바이스는 디스플레이, 스피커, 진동기, 액추에이터, 밸브, 펌프, 송신기, 트랜시버, 하드웨어 서버 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호는 정의된 영역(206) 외부로 또는 정의된 영역(206) 내부로 전송될 수 있다. 예를 들어, 신호는 물체(204), 정의된 영역(206), 또는 하우징(202), 물체(204) 또는 정의된 영역(206)에 대해 로컬이든 원격이든 다른 장치로 전송되거나 그로부터 수신될 수 있다. 예를 들어, 데이텀은 위치 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 위치에 기초한 액션은 시간에 따른 위치(속도), 시간에 따른 속도(가속도), 물체 경로, 궤적 등 중 적어도 하나와 같은 결정된 또는 측정된 주변 속성에 기초한 변화하는 속도를 포함할 수 있다.
블록(308)에서, 프로세서(104)는 예를 들어, 출력 디바이스(112)를 통해 콘텐츠가 출력되게 할 수 있다. 콘텐츠는 위치에 기초할 수 있거나 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 콘텐츠는 경고 메시지, 방향 메시지, 내비게이션 콘텐츠, 지시 콘텐츠 등을 포함하는 오디오를 포함할 수 있다.
블록(308)에서, 프로세서(104)는 메모리(106)에 저장된 콘텐츠 또는 출력 디바이스(112)를 통해 출력된 콘텐츠와 같은 콘텐츠가 수정되게 할 수 있다. 콘텐츠는 위치에 기초할 수 있거나 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 콘텐츠는 경고 메시지, 방향 메시지, 내비게이션 콘텐츠, 지시 콘텐츠 등을 포함하는 그래프를 포함할 수 있다. 예를 들어, 위치에 대한 정보는 시간에 따른 위치(속도), 시간에 따른 속도(가속도), 물체 경로, 궤적 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
블록(312)에서, 프로세서(104)는 정의된 영역(206)의 맵이 위치에 기초하여 형성되게 할 수 있고, 이는 실시간일 수 있다. 맵은 정의된 영역(206)의 주변 또는 둘레를 상징적으로 도시할 수 있고, 주변 또는 둘레 내의 하우징(202) 또는 물체(204)를 상징적으로 도시할 수 있다. 맵은 메모리(106) 상에, 또는 물체(204)를 통하는 것과 같이 하우징(202)으로부터 원격에, 또는 서버 등을 통하는 것과 같이 정의된 영역(206) 외부에 저장될 수 있다. 맵은 형성될 때 출력 디바이스(112)를 통해 제시될 수 있다. 예를 들어, 맵은 출력 디바이스(112)를 통해 디스플레이될 수 있다.
블록(314)에서, 프로세서(104)는 정의된 영역(206) 내의 하우징(202) 또는 물체(204)의 경로가 위치에 기초하여 결정되게 할 수 있고, 이는 실시간일 수 있다. 예를 들어, 경로는 맵 위에 상징적으로 도시될 수 있다. 경로는 정의된 영역(206) 내에서 하우징(202) 또는 물체(204)에 의해 이미 이동된 경로에 대응할 수 있다. 경로는 정의된 영역(206) 내의 또는 정의된 영역(206) 외부의 물체(204)에 대해 하우징(202)이 이동해야 하는 경로에 대응할 수 있다. 예를 들어, 경로는 하우징(202)의 사용자가 정의된 영역(206) 내의 또는 정의된 영역(206) 외부의 특정된 또는 미리 결정된 포인트로 내비게이팅하는 것을 가능하게 할 수 있다.
블록(316)에서, 출력 디바이스(112)를 통해 출력되는 콘텐츠는 위치에 기초한 증강 현실 콘텐츠이다. 예를 들어, 증강 현실 콘텐츠는 위치에 기초한 이미지들 또는 음향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 콘텐츠는 내비게이션 콘텐츠, 경고 콘텐츠, 방향성 콘텐츠, 지시 콘텐츠, 비디오게임 콘텐츠, 몰입형 경험 콘텐츠, 교육 콘텐츠, 쇼핑 콘텐츠 등일 수 있다. 증강 현실 콘텐츠는 실시간으로 위치에 기초하여 수정가능할 수 있다.
블록(316)에서, 출력 디바이스(112)를 통해 출력되는 콘텐츠는 위치에 기초한 가상 현실 콘텐츠이다. 예를 들어, 가상 현실 콘텐츠는 위치에 기초한 이미지들 또는 음향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가상 현실 콘텐츠는 내비게이션 콘텐츠, 경고 콘텐츠, 방향성 콘텐츠, 지시 콘텐츠, 비디오게임 콘텐츠, 몰입형 경험 콘텐츠, 교육 콘텐츠, 쇼핑 콘텐츠 등일 수 있다. 가상 현실 콘텐츠는 실시간으로 위치에 기초하여 수정가능할 수 있다. 예를 들어, 하우징(202)이 머리 장착 디스플레이 또는 아이웨어 유닛인 경우, 가상 현실 콘텐츠는 머리 장착 디스플레이 또는 아이웨어 유닛의 사용자가 그 위치를 추적하는 것(예를 들어, 내부에서 외부로의 추적, 외부에서 내부로의 추적, 마커 포함, 마커 없음) 또는 예를 들어, 물체(204), 정의된 영역(206) 등과 같은 장애물로 걸어가는 것을 최소화하는 것을 통해 장애물들을 회피하는 것을 도울 수 있다.
도 4는 본 개시에 따른 물체를 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다. 특히, 시스템(400)은 정의된 영역(402), 복수의 DSU들(404-410), 물체(412) 및 프로세서(414)를 포함한다. 정의된 영역(402)은 전술된 바와 같이 정의된 영역(206) 등일 수 있다. 정의된 영역(402)은 DSU들(404-410) 및 물체(412)를 포함한다. 프로세서(414)는 정의된 영역(402)의 외부에 있지만, 정의된 영역(402)의 내부에 있을 수 있다. DSU들(404-410)은 전술된 바와 같이, DSU(108 또는 110) 등일 수 있다. DSU들(404-410)은 구조, 기능, 동작, 양식, 포지셔닝, 재료들 등에서 서로 동일하거나 상이할 수 있다. DSU들(404-410)은 서로 동기화되지 않고 서로 간섭하지 않지만, 임의의 DSU 시스템들, 구조들, 환경들, 구성들, 기술들, 알고리즘들 등을 포함하는 모든 목적들을 위해 앞서 참조되고 본 명세서에 참조로 통합된 미국 특허 9,019,150에 설명된 바와 같이, 서로 에코들 또는 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, DSU 유닛은 미국 특허 9,019,150의 도 2, 도 3a, 도 3b, 도 14, 도 27a 및 도 27b와 함께 그리고 그에 비추어, 그 특허의 7열 33행 내지 17열 3행; 30열 38행 내지 32열 30행; 및 41열 60행 내지 44열 46행에 개시된 바와 같이 구현될 수 있다. DSU들(404-410) 중 적어도 하나는 예를 들어, 정의된 영역(402) 또는 정의된 영역(402) 내에 위치되거나 내로 확장되는 다른 물체에 체결, 메이팅, 상호잠금, 접착, 자화, 흡입, 스티칭, 스테이플링, 못박기 또는 다른 형태들의 물리적 결합을 통해 정의된 영역(402) 내에 고정될 수 있다. 물체(412)는 앞서 설명된 바와 같이, 하우징(202), 물체(204) 등일 수 있다. 물체(412)는 예를 들어, 정의된 영역(402) 또는 정의된 영역(402) 내에 위치되거나 내로 확장되는 다른 물체에 체결, 메이팅, 상호잠금, 접착, 자화, 흡입, 스티칭, 스테이플링, 못박기 또는 다른 형태들의 물리적 결합을 통해 정의된 영역(402) 내에 고정될 수 있다. 프로세서(414)는 중앙 프로세싱 유닛(CPU)일 수 있거나 또는 앞서 설명된 바와 같이 프로세서(104)로 구현될 수 있다. 프로세서(414)는 유선이든 무선이든 DSU들(404-410)과 통신한다. 정의된 영역(402)은 물체(414) DSU들(404-410) 또는 프로세서(414)에 대해 이동가능할 수 있다.
도 5는 본 개시에 따른 정의된 영역 내의 물체의 위치에 기초하여 동작하는 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다. 특히, 방법(500)은 시스템(400)를 통해 수행된다.
블록(502)에서, 프로세서(414)는 정의된 영역(402) 내의 물체(412)에 기초하여 판독을 획득하도록 DSU들(404-410) 중 적어도 하나에 요청한다. 판독은 DSU들(404-410) 중 적어도 하나가 물체(412)를 향할 수 있는 신호를 방출할 때 물체(412)로부터 DSU들(404-410) 중 적어도 하나를 통해 수신된 에코에 기초할 수 있다. 판독은 물체(412)를 통해 방출된 신호에 기초할 수 있다. DSU들(404-410) 중 적어도 하나가 판독을 획득하면, 그 판독은 프로세서(414)에서 이용가능하다.
블록(504)에서, 프로세서(414)는 판독에 기초하여 정의된 영역(402) 내의 DSU들(404-410) 중 적어도 하나에 대한 물체(412)의 위치를 결정한다. 예를 들어, 위치는 판독이 DSU들(404-410) 중 적어도 하나를 통해 수신된 에코에 기초할 때 비행 시간에 기초하여 결정된다. 위치는, 예를 들어, 미리 결정되는 것을 통해 다른 위치 정보가 이용가능할 때와 같이 추정되거나 개선될 수 있다.
블록(506)에서, 프로세서(414)는 위치에 기초한 액션을 취한다. 액션은 데이터 구조를 판독하는 것, 데이터 구조에 데이텀을 기록하는 것, 데이터 구조 내에서 데이텀을 수정하는 것, 데이터 구조에서 데이텀을 삭제하는 것, 입력 장치로 하여금 액션을 취하게 하는 것, 출력 디바이스로 하여금 액션을 취하게 하는 것, 신호가 생성되게 하는 것, 신호가 전송되게 하는 것, 신호가 수신되게 하는 것 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 디바이스는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력 인터페이스, 터치-인에이블 디스플레이, 수신기, 트랜시버, 센서, 하드웨어 서버 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력 디바이스는 디스플레이, 스피커, 진동기, 액추에이터, 밸브, 펌프, 송신기, 트랜시버, 하드웨어 서버 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호는 정의된 영역(402) 외부로 또는 정의된 영역(402) 내부로 전송될 수 있다. 예를 들어, 신호는 물체(412), 정의된 영역(402), 또는 물체(402) 또는 정의된 영역(402)에 대해 로컬이든 원격이든 다른 장치로 전송되거나 그로부터 수신될 수 있다. 예를 들어, 데이텀은 위치 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
블록(508)에서, 프로세서(414)는 정의된 영역(402) 내의 물체(412)의 경로가 위치에 기초하여 결정되게 할 수 있고, 이는 실시간일 수 있다. 예를 들어, 경로는 맵 위에 상징적으로 도시될 수 있다. 경로는 정의된 영역(402) 내에서 물체(412)에 의해 이미 이동된 경로에 대응할 수 있다. 경로는 정의된 영역(402) 내의 또는 정의된 영역(402) 외부의 정의된 영역(402)에 대해 물체(412)가 이동해야 하는 경로에 대응할 수 있다. 예를 들어, 경로는 물체(412)의 사용자가 정의된 영역(402) 내의 또는 정의된 영역(402) 외부의 특정된 또는 미리 결정된 포인트로 내비게이팅하는 것을 가능하게 할 수 있다.
블록(510)에서, 프로세서(414)는 정의된 영역(402)의 맵이 위치에 기초하여 형성되게 할 수 있고, 이는 실시간일 수 있다. 맵은 정의된 영역(402)의 주변 또는 둘레를 상징적으로 도시할 수 있고, 주변 또는 둘레 내의 물체(412)를 상징적으로 도시할 수 있다. 맵은 프로세서(414)에 로컬로 또는 그로부터 원격에 또는 물체(412)로부터 원격에 또는 그에 로컬로 또는 정의된 영역(402) 외부에 예를 들어, 서버 등을 통해 저장될 수 있다. 맵은 형성될 때 출력 디바이스(112)를 통하는 것과 같이 프로세서(414)와 통신하는 출력 디바이스를 통해 제시될 수 있다. 예를 들어, 맵은 출력 디바이스(112)를 통해 디스플레이될 수 있다.
블록(512)에서, DSU들(404-410) 각각은 DSU들의 클러스터이다. 따라서, 프로세서(414)는 DSU들(404-410) 각각의 복수의 위치들이 서로에 대해 결정되도록 DSU들(404-410)이 복수의 판독들을 동시에 획득하게 할 수 있다. 예를 들어, 물체(412)가 DSU들의 클러스터 내의 DSU들의 쌍 사이 또는 DSU들의 클러스터들의 쌍 사이에서 이동하는 경우, DSU들의 쌍 또는 DSU들의 클러스터들의 쌍은 각각 자신의 판독들을 보고할 수 있고, 프로세서(414)는 물체(412)에 대한 DSU들의 쌍 또는 DSU들의 클러스터들의 쌍의 위치들의 쌍을 결정할 수 있다. 프로세서는 DSU들(404-410)의 위치를 결정하기 위해 DSU들(404-410)의 판독들을 비교할 수 있다. 프로세서는 DSU들(404-410)이 동일한 물체를 관찰하도록 프로그래밍되어 있지만, DSU들(404-410)이 물체를 포함하든 제외하든 상이한 물체들을 관찰할 때와 같이 변형들이 가능하다. 물체(412)가 정의된 영역(402) 내에 있는 위치를 프로세서(414)가 이미 알고 있다면, 프로세서(414)는 정의된 영역(402)에 대한 DSU들의 쌍 또는 DSU들의 클러스터들의 쌍의 위치들의 쌍을 결정할 수 있다. 마찬가지로, DSU들의 클러스터 내의 DSU들의 쌍 또는 DSU들의 클러스터들의 쌍이 물체(412)에 대해 동일한 측면 상에 있도록 DSU들의 클러스터 내의 DSU들의 쌍을 따라 또는 DSU들의 클러스터들의 쌍 사이에서 물체(412)가 이동하면, 유사한 결정이 수행될 수 있다. DSU들의 클러스터는 셋업 위치 교정에 대한 필요성을 효과적으로 감소시키는데, 즉, 클러스터 내의 적어도 2개의 DSU가 삼각측량 방식으로 작동함을 주목한다. 또한, 적어도 2개의 DSU 클러스터들은 서로간에 데이터를 공유하거나 서버 또는 다른 것들과 같은 프로세서(414)에 데이터를 전송할 수 있고, 이러한 프로세서(414)는 적어도 2개의 클러스터들의 위치 및 배향을 학습 할 수 고, 이는 셋업 위치 교정에 대한 필요성을 효과적으로 감소시킨다. 추가로, DSU 클러스터로부터 소싱된 데이터의 세트는 IMU(inertial measurement unit)로부터 소싱된 데이터의 세트와 융합 또는 조합될 수 있고, 이는 DSU 클러스터로부터 소싱된 데이터의 세트를 향상시키거나 추가로 개선하기 위해 물체(412) 또는 DSU 클러스터에 포함될 수 있음에 유의한다. 또한, DSU 클러스터 또는 복수의 DSU 클러스터들은 DSU들을 위한 메시 네트워크로 구성되거나 사용되거나 그로부터 형성될 수 있음에 유의한다. 추가적으로, 서버는 물체(412) 또는 정의된 영역(402)에 대한 DSU들(404-410) 또는 DSU들(404-410) 또는 정의된 영역(402)에 대한 물체(412) 또는 DSU들(404-410) 또는 물체(412)에 대한 정의된 영역(402)의 포지셔닝을 개선 또는 업데이트하기 위해 DSU들(404-410) 또는 정의된 영역(402)에 대한 물체(412)로부터의 DSU 데이터의 세트를 수신할 수 있다. 또한, 물체(412)는 자신의 DSU 데이터의 세트를 개선 또는 업데이트하기 위해 DSU들(404-410) 또는 정의된 영역(402)에 대한 자신의 DSU 데이터의 세트를 수집할 수 있다. 또한, 서버는 DSU들(404-410) 또는 정의된 영역(402)에 대한 물체(412)로부터의 DSU 데이터의 세트를 수신할 수 있거나 또는 물체(412)는 DSU들(404-410)에 대한 자신의 DSU 데이터의 세트를 수집할 수 있거나 또는 정의된 영역(402)은 물체(412)가 온보드 센서들 범위 밖에 있을 때 비협력적 타겟들의 배치를 식별하거나 물체(412)의 추적을 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다. 서버는 예를 들어 물체가 DSU들(404-410)에 더 가까워지거나 DSU들(404-410)로부터 멀리 이동할 때 물체가 DSU들(404-410)을 따라 있든 반대쪽에 있든 물체(412)와 같은 하나의 물체를 추적하도록 프로그래밍될 수 있다. 이러한 기능은, 다수의 물체들이 서로 상이한 방향들로 이동하고 있는지 여부와 관계없이 이들 물체들을 추적하는 서버로 확장될 수 있고, 서버를 이러한 형태로 프로그래밍하는 것은 물체들을 추적하는 프로세스를 가속할 것이다. 일부 실시예들에서, 하나 초과의 물체가 있는 경우 물체는 움직일 필요가 없다.
물체(412)가 이동하고 DSU들(404-410) 중 오직 하나의 DSU만이 물체(412)까지의 거리를 측정하고 DSU들(404-410) 중 다른 DSU가 물체(412)까지의 거리를 측정하지 않는 경우, 프로세서(414)는 영역(402)으로부터 DSU들(404-410) 중 제2 DSU(물체(412)를 검출하지 않은 것)의 커버리지 영역을 배제하도록 프로그래밍될 수 있다. 물체(412)가 경로 또는 궤적을 따라 이동하고 DSU들(404-410) 중 하나의 DSU가 한번 물체(412)를 검출하고 그 다음 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10초 이상과 같은 다른 시간에 DSU들(404-410) 중 다른 DSU를 검출할 수 있는 경우, 경로 또는 궤적은 확장 또는 보간될 수 있고, DSU들(404-410) 중 DSU들(물체(412)를 검출한 제1 DSU 및 다른 시간에 물체(412)를 검출한 제2 DSU)의 위치들이 추출될 수 있다. 예를 들어, 자동차, 모터사이클, 트랙터, 로봇 등과 같은 육상 차량이 직선 도로 또는 일부 다른 정의된 표면 또는 경로를 따라 이동하고 있는 경우, 육상 차량이 물체(412)이다. 도로 상에서 이동하는 육상 차량들 또는 다른 것들을 관찰하기 위해, 도로 위를 선회하는 것을 포함하여 DSU들(404-410) 중 2개 이상의 DSU들이 도로의 측면에 배치되거나 도로에 내장되거나 도로 위에 배치될 수 있다. 육상 차량이 대략 동일한 속력으로 직선으로 도로 또는 일부 다른 정의된 표면 또는 경로, 예를 들어, 거리 또는 다른 것들에서 이동 또는 주행하는 경우, DSU들(404-410) 중 2개의 DSU들은 동시에 또는 정확히 동일한 순간에 육상 차량을 관찰할 필요가 없다. 육상 차량의 연속적인 통과들은 DSU들(404-410) 중 적어도 2개의 DSU들의 위치(들)의 하나 이상의 추정들을 개선하도록 도울 수 있다. 도로 또는 일부 다른 정의된 표면 또는 경로는 대칭이든 비대칭이든, 개방형이든 폐쇄형이든, 직선형 또는 비-직선형, 예를 들어, 아치형, 정현파형, 맥동형, 지그재그형 등일 수 있음에 유의한다.
DSU들(404-410) 중 하나 이상의 DSU가 영역을 모니터링하고 있고 물체(412)가 임의의 평면을 따라 임의의 방향에서 이동하거나 존재하지만 DSU들(404-410) 중 DSU가 물체(412)를 검출하지 않은 것으로 물체(412)가 프로세서(414)에 보고하는 경우, 프로세서(414)는 DSU들(404-410) 중 DSU에 의해 모니터링되는 영역에 장애물들이 없는 것으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 드론이 한 지역에 착륙할 필요가 있고 DSU들(404-410)이 착륙 구역에서 물체를 검출하지 않으면, 드론은 자유롭게 착륙할 것이다. DSU들(404-410)은 드론을 통해 호스팅될 수 있거나 또는 그 각각의 타입의 다른 차량 또는 지지 구조 상에서와 같이 육상-기반 또는 해양-기반 또는 공중 기반을 통하는 것과 같이 드론을 통해 호스팅되지 않을 수 있다. 예를 들어, 다른 차량은 자동차, 로봇, 보트, 헬리콥터, 쿼드콥터, 타워, 포스트, 프레임, 플랫폼 등을 포함할 수 있음에 유의한다.
도 6a는 본 개시에 따른 거리 감지 유닛 클러스터들을 따라 이동하는 물체를 추적하는 복수의 거리 감지 유닛 클러스터들의 실시예의 개략도를 도시한다. 도 6b는 본 개시에 따른 거리 감지 유닛 클러스터들 사이에서 이동하는 물체를 추적하는 복수의 거리 감지 유닛 클러스터들의 실시예의 개략도를 도시한다. 특히, 시스템(600A 및 600B) 각각은 전술된 바와 같은 제1 DSU 클러스터(602), 전술된 바와 같은 제2 DSU 클러스터(604) 및 물체(606)를 포함한다. 제1 DSU 클러스터(602) 및 제2 DSU 클러스터(604)는 프로세서, 예를 들어, 프로세서(414), 서버 등과 통신한다. 물체(606)는 하우징(202), 물체(204), 물체(412) 등일 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 시스템(600A)에서, 제1 DSU 클러스터(602) 및 제2 DSU 클러스터(604)는, 물체(606)가 제1 DSU 클러스터(602) 및 제2 DSU 클러스터(604)에 대해 이동하고 있든 그 반대이든, 전술된 바와 같이, 물체(606)에 대해 동일한 측면 상에 위치된다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 시스템(600B)에서, 물체(606)는, 물체(606)가 제1 DSU 클러스터(602) 및 제2 DSU 클러스터(604)에 대해 이동하고 있든 그 반대이든, 전술된 바와 같이, 제1 DSU 클러스터(602)와 제2 DSU 클러스터(604) 사이에 위치된다. 따라서, 도 6a 및 도 6b에 따라, 물체(606)가 제1 DSU 클러스터(602) 및 제2 DSU 클러스터(604)에 대해 이동 경로(608)를 따라 이동하거나 그 반대의 경우, 제1 DSU 클러스터(602) 및 제2 DSU 클러스터(604)는 이동 경로(608)를 따라 이동하는 물체(606)에 기초하여 복수의 판독들을 동시에 획득하고 판독들을 프로세서에 전송할 수 있다. 따라서, 프로세서는, 프로세서를 통한 데이터 공유로 인해 물체(606)가 이동 경로(608)를 따라 이동하고 있는 동안 실시간으로 물체(606)에 대한 제1 DSU 클러스터(602) 및 제2 DSU 클러스터(604) 각각의 위치를 학습할 수 있다. 시스템(600A) 또는 시스템(600B) 중 적어도 하나는 전술된 바와 같이 정의된 영역 내부 또는 외부에서 또는 정의된 영역없이 발생할 수 있음을 주목한다. 또한, 전술된 바와 같이 물체(606)가 DSU를 포함할 때, 물체(606)는 시스템(600A) 및 시스템(600B)에서와 같이 제1 DSU 클러스터(602) 또는 제2 DSU 클러스터(604) 중 적어도 하나에 대해 자신을 포지셔닝할 수 있음에 유의한다. 이러한 기술은 또한 전술된 바와 같이 제1 DSU 클러스터(602) 및 제2 DSU 클러스터(604)가 커버리지에서 서로 중첩하지 않는 경우 작동한다.
일부 실시예들에서, 프로세서(414)는 전술된 바와 같이, 콘텐츠가 출력되게 할 수 있다. 콘텐츠는 위치에 기초할 수 있거나 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 콘텐츠는 경고 메시지, 방향 메시지, 내비게이션 콘텐츠, 지시 콘텐츠 등을 포함하는 오디오를 포함할 수 있다. 프로세서(414)는 전술된 바와 같이, 콘텐츠가 수정되게 할 수 있다. 콘텐츠는 위치에 기초할 수 있거나 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 콘텐츠는 경고 메시지, 방향 메시지, 내비게이션 콘텐츠, 지시 콘텐츠 등을 포함하는 그래프를 포함할 수 있다. 콘텐츠는 위치에 기초한 증강 현실 콘텐츠를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 콘텐츠는 위치에 기초한 이미지들 또는 음향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 콘텐츠는 내비게이션 콘텐츠, 경고 콘텐츠, 방향성 콘텐츠, 지시 콘텐츠, 비디오게임 콘텐츠, 몰입형 경험 콘텐츠, 교육 콘텐츠, 쇼핑 콘텐츠 등일 수 있다. 증강 현실 콘텐츠는 실시간으로 위치에 기초하여 수정가능할 수 있다. 콘텐츠는 위치에 기초한 가상 현실 콘텐츠를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가상 현실 콘텐츠는 위치에 기초한 이미지들 또는 음향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 콘텐츠는 내비게이션 콘텐츠, 경고 콘텐츠, 방향성 콘텐츠, 지시 콘텐츠, 비디오게임 콘텐츠, 몰입형 경험 콘텐츠, 교육 콘텐츠, 쇼핑 콘텐츠 등일 수 있다. 가상 현실 콘텐츠는 실시간으로 위치에 기초하여 수정가능할 수 있다. 예를 들어, 물체(412)가 머리 장착 디스플레이 또는 아이웨어 유닛인 경우, 가상 현실 콘텐츠는 머리 장착 디스플레이 또는 아이웨어 유닛의 사용자가 그 위치를 추적하는 것(예를 들어, 내부에서 외부로의 추적, 외부에서 내부로의 추적, 마커 포함, 마커 없음) 또는 예를 들어, 정의된 영역(402) 등과 같은 장애물로 걸어가는 것을 최소화하는 것을 통해 장애물들을 회피하는 것을 도울 수 있다.
도 7은 본 개시에 따른 프로세서와 통신하는 거리 감지 유닛 및 프로세서와 통신하는 거리 감지 유닛을 갖는 물체를 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다. 특히, 시스템(700)은 정의된 영역(702), 프로세서(704), DSU(706) 및 물체(708)를 포함한다. 정의된 영역(702)은 전술된 바와 같이 프로세서(704), DSU(706) 및 물체(708)를 포함한다. 정의된 영역(702)은 전술된 바와 같이 정의된 영역(402) 등일 수 있다. 프로세서(704)는 정의된 영역(702) 외부에 위치될 수 있다. 프로세서(704)는 전술된 바와 같이 프로세서(414)일 수 있다. DSU(706)는 전술된 바와 같이, DSU들(404-410) 중 임의의 것 등일 수 있다. 물체(708)는 전술된 바와 같이 물체(412) 등일 수 있다. 전술된 바와 같이, 물체(708)는 DSU를 호스팅한다. 프로세서(704)는 DSU(706) 및 물체(708)와 통신한다. 프로세서(704), DSU(706) 또는 물체(708) 중 적어도 하나는 예를 들어, 정의된 영역(702) 또는 정의된 영역(702) 내에 위치되거나 내로 확장되는 물체에 체결, 메이팅, 상호잠금, 접착, 자화, 흡입, 스티칭, 스테이플링, 못박기 또는 다른 형태들의 물리적 결합을 통해 정의된 영역(702) 내에 고정될 수 있다. 정의된 영역(702)은 프로세서(704), DSU(706) 또는 물체(708) 중 적어도 하나에 대해 이동할 수 있다.
도 8은 본 개시에 따른 복수의 거리 감지 유닛들로부터 복수의 판독들에 기초하여 동작하는 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다. 특히, 방법(800)은 시스템(700)를 통해 수행될 수 있다.
블록(802)에서, 프로세서(704)는 정의된 영역(702) 내에서 이동하는 물체(708)에 기초하여 DSU(706)로부터 제1 DSU 판독을 획득한다. 제1 DSU 판독은 DSU(706)가 물체(708)를 향할 수 있는 신호를 방출할 때 물체(708)로부터 DSU(706)를 통해 수신된 에코에 기초할 수 있다. 제1 DSU 판독은 물체(708)를 통해 방출된 신호에 기초할 수 있다. DSU(706)가 제1 DSU 판독을 획득하면, 그 판독은 프로세서(704)에서 이용가능하다.
블록(804)에서, 프로세서(704)는 정의된 영역(702) 내에서 이동하는 물체(708)에 기초하여 물체(708)로부터 제2 DSU 판독을 획득한다. 제2 DSU 판독은 물체(708)가 정의된 영역(702)을 향할 수 있는 신호를 방출할 때 정의된 영역(702)으로부터 물체(708)의 DSU를 통해 수신된 에코에 기초할 수 있다. 제2 DSU 판독은 DSU(706)를 통해 방출된 신호에 기초할 수 있다. 물체(708)의 DSU가 제2 DSU 판독을 획득하면, 그 판독은 프로세서(704)에서 이용가능하다.
블록(806)에서, 프로세서(704)는 제1 DSU 판독 및 제2 DSU 판독에 기초하여 액션을 취한다. 액션은 정의된 영역(702) 또는 DSU(706)에 대한 물체(708)의 위치 또는 물체(708)에 대한 정의된 영역(702) 또는 DSU(706)의 위치를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 위치는 제1 DSU 판독 또는 제2 DSU 판독 중 적어도 하나가 물체(708)의 DSU(706) 또는 DSU 중 적어도 하나를 통해 수신된 에코에 기초할 때 비행 시간에 기초하여 결정될 수 있다. 위치는, 예를 들어, 미리 결정되는 것을 통해 다른 위치 정보가 이용가능할 때와 같이 추정되거나 개선될 수 있음에 유의한다. 프로세서(704)는 위치에 기초하여 액션을 취할 수 있다. 액션은 데이터 구조를 판독하는 것, 데이터 구조에 데이텀을 기록하는 것, 데이터 구조 내에서 데이텀을 수정하는 것, 데이터 구조에서 데이텀을 삭제하는 것, 입력 장치로 하여금 액션을 취하게 하는 것, 출력 디바이스로 하여금 액션을 취하게 하는 것, 신호가 생성되게 하는 것, 신호가 전송되게 하는 것, 신호가 수신되게 하는 것 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 디바이스는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력 인터페이스, 터치-인에이블 디스플레이, 수신기, 트랜시버, 센서, 하드웨어 서버 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력 디바이스는 디스플레이, 스피커, 진동기, 액추에이터, 밸브, 펌프, 송신기, 트랜시버, 하드웨어 서버 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호는 정의된 영역(702) 외부로 또는 정의된 영역(702) 내부로 전송될 수 있다. 예를 들어, 신호는 물체(708), 정의된 영역(702), 또는 물체(708) 또는 정의된 영역(702)에 대해 로컬이든 원격이든 다른 장치로 전송되거나 그로부터 수신될 수 있다. 예를 들어, 데이텀은 위치 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
블록(808)에서, 프로세서(704)는 정의된 영역(702) 내의 물체(708)의 경로가 위치에 기초하여 결정되게 할 수 있고, 이는 실시간일 수 있다. 예를 들어, 경로는 맵 위에 상징적으로 도시될 수 있다. 경로는 정의된 영역(702) 내에서 물체(708)에 의해 이미 이동된 경로에 대응할 수 있다. 경로는 정의된 영역(702) 내의 또는 정의된 영역(702) 외부의 정의된 영역(702)에 대해 물체(708)가 이동해야 하는 경로에 대응할 수 있다. 예를 들어, 경로는 물체(708)의 사용자가 정의된 영역(702) 내의 또는 정의된 영역(702) 외부의 특정된 또는 미리 결정된 포인트로 내비게이팅하는 것을 가능하게 할 수 있다.
블록(810)에서, 프로세서(704)는 정의된 영역(702)의 맵이 위치에 기초하여 형성되게 할 수 있고, 이는 실시간일 수 있다. 맵은 정의된 영역(702)의 주변 또는 둘레를 상징적으로 도시할 수 있고, 주변 또는 둘레 내의 물체(708)를 상징적으로 도시할 수 있다. 맵은 프로세서(704)에 로컬로 또는 그로부터 원격에 또는 물체(708)로부터 원격에 또는 그에 로컬로 또는 정의된 영역(702) 외부에 예를 들어, 서버 등을 통해 저장될 수 있다. 맵은 형성될 때 출력 디바이스(112)를 통하는 것과 같이 프로세서(704)와 통신하는 출력 디바이스를 통해 제시될 수 있다. 예를 들어, 맵은 출력 디바이스(112)를 통해 디스플레이될 수 있다.
블록(812)에서, DSU(706)는 전술된 바와 같이, DSU들의 제1 클러스터에 포함된다. 따라서, 프로세서(704)는 전술된 바와 같이, DSU들의 제2 클러스터에 대한 DSU들의 제1 클러스터의 위치를 결정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세서(704)는 전술된 바와 같이, 콘텐츠가 출력되게 할 수 있다. 콘텐츠는 위치에 기초할 수 있거나 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 콘텐츠는 경고 메시지, 방향 메시지, 내비게이션 콘텐츠, 지시 콘텐츠 등을 포함하는 오디오를 포함할 수 있다. 프로세서(704)는 전술된 바와 같이, 콘텐츠가 수정되게 할 수 있다. 콘텐츠는 위치에 기초할 수 있거나 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 콘텐츠는 경고 메시지, 방향 메시지, 내비게이션 콘텐츠, 지시 콘텐츠 등을 포함하는 그래프를 포함할 수 있다. 콘텐츠는 위치에 기초한 증강 현실 콘텐츠를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 콘텐츠는 위치에 기초한 이미지들 또는 음향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 콘텐츠는 내비게이션 콘텐츠, 경고 콘텐츠, 방향성 콘텐츠, 지시 콘텐츠, 비디오게임 콘텐츠, 몰입형 경험 콘텐츠, 교육 콘텐츠, 쇼핑 콘텐츠 등일 수 있다. 증강 현실 콘텐츠는 실시간으로 위치에 기초하여 수정가능할 수 있다. 콘텐츠는 위치에 기초한 가상 현실 콘텐츠를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가상 현실 콘텐츠는 위치에 기초한 이미지들 또는 음향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 콘텐츠는 내비게이션 콘텐츠, 경고 콘텐츠, 방향성 콘텐츠, 지시 콘텐츠, 비디오게임 콘텐츠, 몰입형 경험 콘텐츠, 교육 콘텐츠, 쇼핑 콘텐츠 등일 수 있다. 가상 현실 콘텐츠는 실시간으로 위치에 기초하여 수정가능할 수 있다. 예를 들어, 물체(708)가 머리 장착 디스플레이 또는 아이웨어 유닛인 경우, 가상 현실 콘텐츠는 머리 장착 디스플레이 또는 아이웨어 유닛의 사용자가 그 위치를 추적하는 것(예를 들어, 내부에서 외부로의 추적, 외부에서 내부로의 추적, 마커 포함, 마커 없음) 또는 예를 들어, 정의된 영역(702) 등과 같은 장애물로 걸어가는 것을 최소화하는 것을 통해 장애물들을 회피하는 것을 도울 수 있다.
도 9는 본 개시에 따른 정의된 영역 내의 거리 감지 유닛 클러스터들을 따라 이동하는 물체를 추적하는 복수의 거리 감지 유닛 클러스터들을 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다. 도 10은 본 개시에 따른 정의된 영역 내의 거리 감지 유닛 클러스터들 사이에서 이동하는 물체를 추적하는 복수의 거리 감지 유닛 클러스터들을 포함하는 정의된 영역의 실시예의 개략도를 도시한다. 특히, 시스템(900A 및 900B) 각각은 전술된 바와 같은 제1 DSU 클러스터(904), 전술된 바와 같은 제2 DSU 클러스터(906) 및 물체(908)를 포함한다. 제1 DSU 클러스터(602) 및 제2 DSU 클러스터(604)는 프로세서, 예를 들어, 프로세서(704), 서버 등과 통신한다. 물체(908)는 하우징(202), 물체(204), 물체(412) 등일 수 있다. 물체(908)는 DSU를 호스팅한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 시스템(900B)에서, 제1 DSU 클러스터(904) 및 제2 DSU 클러스터(906)는, 물체(908)가 제1 DSU 클러스터(904) 및 제2 DSU 클러스터(906)에 대해 이동하고 있든 그 반대이든, 전술된 바와 같이, 물체(908)에 대해 동일한 측면 상에 위치된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 시스템(900A)에서, 물체(908)는, 물체(908)가 제1 DSU 클러스터(904) 및 제2 DSU 클러스터(906)에 대해 이동하고 있든 그 반대이든, 전술된 바와 같이, 제1 DSU 클러스터(904)와 제2 DSU 클러스터(906) 사이에 위치된다. 따라서, 도 9 및 도 10에 따라, 물체(908)가 제1 DSU 클러스터(904) 및 제2 DSU 클러스터(906)에 대해 이동 경로(910)를 따라 이동하거나 그 반대의 경우, 제1 DSU 클러스터(904) 및 제2 DSU 클러스터(906)는 이동 경로(910)를 따라 이동하는 물체(908)에 기초하여 복수의 판독들을 동시에 획득하고 판독들을 프로세서에 전송할 수 있다. 따라서, 프로세서는, 프로세서를 통한 데이터 공유로 인해 물체(908)가 이동 경로(910)를 따라 이동하고 있는 동안 실시간으로 물체(908)에 대한 제1 DSU 클러스터(904) 및 제2 DSU 클러스터(906) 각각의 위치를 학습할 수 있다. 시스템(900A) 또는 시스템(900B) 중 적어도 하나는 전술된 바와 같이 정의된 영역 내부 또는 외부에서 또는 정의된 영역없이 발생할 수 있음을 주목한다. 또한, 전술된 바와 같이 물체(908)가 DSU를 포함하기 때문에, 물체(908)는 시스템(900A) 및 시스템(900B)에서와 같이 제1 DSU 클러스터(904) 또는 제2 DSU 클러스터(906) 중 적어도 하나에 대해 자신을 포지셔닝할 수 있음에 유의한다. 이러한 기술은 또한 전술된 바와 같이 제1 DSU 클러스터(904) 및 제2 DSU 클러스터(906)가 커버리지에서 서로 중첩하지 않는 경우 작동한다.
일부 실시예들에서, 육상 차량이 DSU를 호스팅하는 경우, 물체는 자동차, 모터사이클, 버스, 트럭, 스케이트보드, 오토바이, 스쿠터, 자전거, 탱크, 트랙터, 철도 차량, 기관차 등과 같은 육상 차량을 포함할 수 있다. 육상 차량은 DSU로부터 데이터의 세트를 수집할 수 있고, 육상 차량 인프라구조 항목, 예를 들어, 주유소, 충전소, 요금소, 주차장, 드라이브 스루 상거래 스테이션, 응급 서비스 차량, V2V 프로토콜을 통할 수 있는 차량, 차고, 주차 공간, 소화전, 도로 표지판, 신호등, 로드 셀, 도로 기반 무선 유도 충전기, 울타리, 스프링클러 등과 데이터의 세트를 공유할 수 있고, 이는 실시간일 수 있다. 육상 차량 인프라구조 항목이 또한 DSU를 호스팅하는 경우, 그 DSU는 전술된 바와 같이, 데이터의 세트를 수집할 수 있고 그 데이터의 세트를 육상 차량과 공유할 수 있고, 이는 실시간일 수 있다. 이러한 구성들은 육상 차량 인프라구조 항목이 인식하지 않거나 충분히 알지 못하는 물체들과 같은 불일치들을 검출할 수 있다. 또한, 전술된 바와 같이, DSU를 갖는 육상 차량은, 자신의 위치 또는 소비자 통신 유닛의 위치를 결정하기 위해, 육상 차량 내부든 외부든, Wi-Fi 인에이블 디바이스들, 예를 들어, 스마트폰들, 태블릿들, 웨어러블들, 인포테인먼트 유닛, 비디오 게임 콘솔들, 장난감들 등과 같은 소비자 통신 유닛들을 검출하고 그에 따라 추적할 수 있다. 예를 들어, DSU를 갖는 육상 차량은 소비자 통신 유닛들이 통상적으로 위치되는 위치에 기초하여 복수의 소비자 통신 유닛들에 대한 위치를 추적할 수 있다. 따라서, 소비자 통신 유닛들의 밀도 또는 빈도가 통상적인 양으로부터 증가 또는 감소하는 경우, DSU를 갖는 육상 차량은 속력 변경, 감속, 가속, 정지, 차량의 컴포넌트, 예를 들어, 창문, 인포테인먼트 시스템을 동작시키는 것, 경적, 사이렌 또는 알람 소리, 도어, 트렁크 후드의 개방/폐쇄, 앞유리 와이퍼를 켜는 것, 일반 또는 상향등을 켜는 것, 주차/브레이크의 활성화/비활성화, 도로 상에서 내비게이션, 방향전환, 회전 등과 같은 액션을 취하거나 액션을 취하는 것을 회피할 수 있다.
본 명세서에 설명된 주제의 하나 이상의 실시예들은 레이더 및/또는 광학 원격 감지 시스템들 및 방법들과 같은 거리 및/또는 모션 감지 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
공지된 레이더 시스템들은 타겟들을 향해 아날로그 전자기파들을 송신하고 타겟들로부터 반사되는 파동들의 에코들을 수신한다. 아날로그 파동들을 송신하는 안테나들과 타겟 물체들 사이의 거리, 및/또는 타겟 물체들의 이동에 기초하여, 수신된 에코들의 강도 및/또는 주파수가 변할 수 있다. 에코들의 강도, 주파수 및/또는 비행 시간은 타겟들까지의 거리 및/또는 타겟들의 이동을 유도하기 위해 사용될 수 있다.
일부 공지된 레이더 시스템들은 시스템들이 타겟들까지의 거리들을 측정할 수 있는 정확도에서 제한된다. 예를 들어, 이러한 시스템들이 타겟들까지의 거리를 계산할 수 있는 분해능은 비교적 클 수 있다. 또한, 이러한 시스템들 중 일부는 시스템들이 파동들을 송신하거나 에코들을 수신할 때 제어하는 회로부, 예를 들어, 송신/수신 스위치를 가질 수 있다. 스위치는 시스템들이 파동들을 송신하는 것으로부터 에코들을 수신하는 것으로 스위칭하도록 허용하는 0이 아닌 시간 기간을 요구할 수 있다. 이러한 시간 기간은, 시스템들이 송신으로부터 수신으로 스위칭할 수 있기 전에 송신된 파동들이 타겟들로부터 수신 안테나들로 다시 반사될 수 있기 때문에, 시스템들이 비교적 가까운 타겟들까지의 거리들을 측정하기 위해 사용되는 것을 방지할 수 있다. 추가적으로, 일부 공지된 시스템들은 송신 안테나로부터 수신 안테나로의 에너지 누설을 갖는다. 이러한 에너지 누설은 타겟들까지의 거리들의 측정 및/또는 모션의 검출을 간섭 및/또는 모호하게 할 수 있다.
일 실시예에서, 방법(예를 들어, 타겟 물체까지의 분리 거리를 측정하기 위한 방법)이 제공된다. 이 방법은 송신 안테나로부터, 분리 거리만큼 송신 안테나로부터 분리된 타겟 물체를 향해 제1 전자기 송신 신호를 송신하는 단계를 포함한다. 제1 송신 신호는 디지털 비트들의 제1 시퀀스를 표현하는 제1 송신 패턴을 포함한다. 이 방법은 또한 타겟 물체로부터 반사되는 제1 송신 신호의 제1 에코를 수신하는 단계, 제1 에코를 제1 디지털화된 에코 신호로 변환하는 단계, 및 제1 송신 신호 및 에코의 비행 시간을 결정하기 위해 디지털 비트들의 제2 시퀀스를 표현하는 제1 수신 패턴을 제1 디지털화된 에코 신호와 비교하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 송신기, 수신기 및 상관기 디바이스를 포함하는 시스템(예를 들어, 감지 시스템)이 제공된다. 송신기는 송신 안테나로부터, 분리 거리만큼 송신 안테나로부터 분리된 타겟 물체를 향해 통신되는 제1 전자기 송신 신호를 생성하도록 구성된다. 제1 송신 신호는 디지털 비트들의 시퀀스를 표현하는 제1 송신 패턴을 포함한다. 수신기는 타겟 물체에서 반사되는 제1 송신 신호의 에코에 기초하는 제1 디지털화된 에코 신호를 생성하도록 구성된다. 상관기 디바이스는 제1 송신 신호 및 에코의 비행 시간을 결정하기 위해 디지털 비트들의 제2 시퀀스를 표현하는 제1 수신 패턴을 제1 디지털화된 에코 신호와 비교하도록 구성된다.
다른 실시예에서, (예를 들어, 타겟 물체까지의 분리 거리를 측정하기 위한) 다른 방법이 제공된다. 방법은 디지털 비트들의 제1 송신 패턴을 표현하는 파형들을 갖는 제1 송신 신호를 송신하는 단계, 및 제1 송신 신호의 제1 수신 에코에 기초하여 제1 디지털화된 에코 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 제1 디지털화된 에코 신호는 디지털 비트들의 데이터 스트림을 표현하는 파형들을 포함한다. 방법은 또한 하나 이상의 다른 서브세트들보다 제1 수신 패턴에 더 근접하게 매치하는 관심 서브세트를 식별하기 위해 디지털 비트들의 제1 수신 패턴을 제1 디지털화된 에코 신호 내의 디지털 비트들의 데이터 스트림의 복수의 상이한 서브세트들과 비교하는 단계를 포함한다. 방법은 제1 디지털화된 에코 신호 내의 데이터 스트림의 시작과 관심 서브세트 사이의 시간 지연에 기초하여 제1 송신 신호 및 제1 수신 에코의 비행 시간을 식별하는 단계를 더 포함한다.
현재 설명된 주제의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 감지 장치와 하나 이상의 타겟들 사이의 거리들을 결정하기 위한 시스템들 및 방법들이 제공된다. 거리들은 타겟들에서 반사되는 송신 신호들(예를 들어, 레이더, 빛 또는 다른 신호들)의 비행 시간들을 측정함으로써 결정될 수 있다. 일례로, 공지된 또는 지정된 송신 패턴(예를 들어, 비트들의 시퀀스를 표현하는 파형들)을 포함하는 신호가 송신되고 이러한 신호의 에코들이 수신된다. 이러한 송신 패턴은 대략적(coarse) 스테이지 송신 패턴으로 지칭될 수 있다. 에코들은 송신 신호의 패턴을 표현하는 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에코들은 잡음을 표현하는 데이터의 시퀀스 또는 스트림, 타겟 이외의 하나 이상의 물체들에서 송신 신호의 부분적 반사들 및 타겟에서의 반사들을 식별하기 위해 수신 및 디지털화될 수 있다.
대략적 스테이지 수신 패턴은 송신 신호의 비행 시간을 결정하기 위해 수신된 에코들에 기초하는 디지털화된 데이터 스트림과 비교될 수 있다. 대략적 스테이지 수신 패턴은 송신 패턴과 동일하거나 상이한 길이 및/또는 비트들의 시퀀스(예를 들어, "0" 및 "1")를 가짐으로써 송신 패턴과 상이할 수 있다. 대략적 스테이지 수신 패턴은, 데이터 스트림의 어느 부분이 하나 이상의 다른 부분들보다 수신 패턴에 더 가깝게 매치하는지를 결정하기 위해 디지털화된 데이터 스트림의 상이한 부분들과 비교된다. 예를 들어, 대략적 스테이지 수신 패턴은 대략적 스테이지 수신 패턴과 매치하는 데이터 스트림의 부분을 식별하기 위해 데이터 스트림을 따라 (예를 들어, 시간에 대해) 시프트될 수 있다. 데이터 스트림의 시작과 대략적 스테이지 수신 패턴의 매치하는 부분 사이의 시간 지연은 송신 신호의 비행 시간을 표현할 수 있다. 이러한 비행 시간 측정은 타겟까지의 분리 거리를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 이러한 비행 시간 측정 프로세스는 비행 시간의 대략적 스테이지 결정으로 지칭될 수 있다. 대략적 스테이지 결정은 비행 시간을 측정하기 위해 한번 또는 여러번 수행될 수 있다. 예를 들어, 송신 신호의 단일 "버스트"가 비행 시간을 측정하기 위해 사용될 수 있거나, 또는 (동일하거나 상이한 송신 패턴들을 갖는) 송신 신호들의 여러 "버스트들"이 사용될 수 있다.
대략적 스테이지 결정에 추가로 또는 그 대신에 미세(fine) 스테이지 결정이 수행될 수 있다. 미세 스테이지 결정은 타겟을 향해 하나 이상의 추가적인 신호들(예를 들어, "버스트들")를 송신하는 것 및 신호들의 수신된 에코들에 기초하여 하나 이상의 기저대역 에코 신호들을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 추가적인 신호들은 대략적 스테이지 송신 패턴과 동일하거나 상이한 패턴인 미세 스테이지 송신 패턴을 포함할 수 있다. 미세 스테이지 결정은 대략적 스테이지 결정에 의해(또는 운영자에 의한 입력으로서) 측정된 비행 시간을 사용하고 측정된 비행 시간에 의해 지연되는 미세 스테이지 수신 패턴을 데이터 스트림의 대응하는 부분과 비교할 수 있다. 예를 들어, 기저대역 에코 신호의 전체 또는 상당 부분을 따라 미세 스테이지 수신 패턴을 시프트시키는 대신, 미세 스테이지 수신 패턴(또는 그 일부)은 대략적 스테이지 결정에 의해 측정된 시간 지연과 동일하거나 그에 기초하는 양만큼 시간 시프트될 수 있다. 대안적으로, 미세 스테이지 수신 패턴은 기저대역 에코 신호의 전부 또는 상당 부분을 따라 시프트될 수 있다. 시간 시프트된 미세 스테이지 수신 패턴은 중첩의 양, 또는 대안적으로, 시간 시프트된 미세 스테이지 수신 패턴의 파형들과 기저대역 에코 신호 사이의 미스매치의 양을 결정하기 위해 기저대역 에코 신호와 비교될 수 있다. 이러한 중첩 또는 미스매치의 양은 추가적인 시간 지연으로 변환될 수 있다. 추가적인 시간 지연은 미세 스테이지 시간 지연을 계산하기 위해 대략적인 스테이지 결정에 의해 측정된 시간 지연과 함께 추가될 수 있다. 이어서, 미세 스테이지 시간 지연은 타겟까지의 분리 거리 및 비행 시간을 계산하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 초 미세(ultrafine) 스테이지 결정은 대략적 스테이지 결정 및/또는 미세 스테이지 결정에 추가로 또는 그 대신에 수행될 수 있다. 초 미세 스테이지 결정은 미세 단계 결정과 유사한 프로세스를 수반할 수 있지만 수신 패턴 및/또는 데이터 스트림의 상이한 컴포넌트를 사용할 수 있다. 예를 들어, 미세 스테이지 결정은 수신 패턴과 데이터 스트림 사이의 중첩 또는 미스매치를 측정하기 위해 수신 패턴 및 데이터 스트림의 동위상(I) 컴포넌트 또는 채널을 검사할 수 있다. 초 미세 스테이지 결정은 수신 패턴의 파형들과 데이터 스트림 사이의 중첩 또는 미스매치의 추가적인 양을 측정하기 위해 수신 패턴 및 데이터 스트림의 직교위상(Q) 컴포넌트 또는 채널을 사용할 수 있다. 대안적으로, 초 미세 스테이지 결정은 수신 패턴 및 데이터 스트림의 I 채널 및 Q 채널을 개별적으로 검사할 수 있다. I 및 Q 채널들 또는 컴포넌트들의 사용은 하나의 예시적인 실시예로서 제공된다. 대안적으로, 하나 이상의 다른 채널들 또는 컴포넌트들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 컴포넌트 또는 채널 및 제2 컴포넌트 또는 채널이 사용될 수 있고, 여기서 제1 및 제2 컴포넌트들 또는 채널들은 90 도 이외의 양만큼 서로에 대해 위상 시프트된다.
초 미세 스테이지 결정에 의해 계산된 중첩 또는 미스매치의 양들은 타겟까지의 분리 거리 및/또는 비행 시간을 결정하기 위해 대략적 스테이지 및/또는 미세 스테이지로부터의 시간 지연들에 추가될 수 있는 추가적인 시간 지연을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 타겟의 모션을 검출하기 위해 I 채널 및 Q 채널 내의 파형들 사이의 중첩 또는 미스매치의 양이 검사되어 에코들의 위상들을 해결할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 초 미세 스테이지 결정은 대략적 스테이지 결정과 유사한 프로세스를 수반할 수 있다. 예를 들어, 대략적 스테이지 결정은, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 데이터 스트림의 상이한 서브세트들의 상관 값들을 결정하고 그러한 상관 값들로부터 관심 서브세트 및 대응하는 비행 시간을 결정하기 위해 수신 패턴의 I 채널 및 데이터 스트림을 검사할 수 있다. 초 미세 스테이지 결정은, 데이터 스트림의 상이한 서브세트들의 상관 값들을 결정하고 그러한 상관 값들로부터 관심 서브세트 및 비행 시간을 결정하기 위해 수신 패턴의 Q 채널 및 데이터 스트림을 사용할 수 있다. 타겟까지의 분리 거리 및/또는 비행 시간을 계산하기 위해 I 채널 및 Q 채널로부터의 비행 시간들이 조합될 수 있다(예를 들어, 평균화됨). 초 미세 스테이지 결정에 의해 계산된 상관 값들은 타겟까지의 분리 거리 및/또는 비행 시간을 결정하기 위해 대략적 스테이지 및/또는 미세 스테이지로부터의 시간 지연들에 추가될 수 있는 추가적인 시간 지연을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 타겟의 모션 또는 분리 거리를 계산하기 위해 I 채널 및 Q 채널 내의 파형들의 상관 값들이 검사되어 에코들의 위상들을 해결할 수 있다.
대략적, 미세 및 초 미세 스테이지 결정들은 독립적으로(예를 들어, 다른 스테이지들 중 하나 이상을 수행하지 않고) 및/또는 함께 수행될 수 있다. 미세 및 초 미세 스테이지 결정들은 병렬로(예를 들어, I 채널을 검사하는 미세 스테이지 결정 및 Q 채널을 검사하는 초 미세 스테이지 결정으로) 또는 순차적으로(예를 들어, I 및 Q 채널들을 둘 모두 검사하는 초 미세 스테이지 결정으로) 수행될 수 있다. 대략적 및 초 미세 스테이지 결정들은 병렬로(예를 들어, I 채널을 검사하는 대략적 스테이지 결정 및 Q 채널을 검사하는 초 미세 스테이지 결정으로) 또는 순차적으로(예를 들어, I 및 Q 채널들을 둘 모두 검사하는 초 미세 스테이지 결정으로) 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 수신 패턴 마스크는 데이터 스트림의 하나 이상의 부분들 또는 세그먼트들을 제거(예를 들어, 마스크 오프)하거나 그렇지 않으면 변경하기 위해 디지털화된 데이터 스트림에 적용될 수 있다. 이어서, 마스킹된 데이터 스트림은 본 명세서에 설명된 바와 같이 비행 시간을 측정하기 위해 대응하는 스테이지 결정(예를 들어, 대략적 스테이지, 미세 스테이지 또는 초 미세 스테이지)의 수신 패턴과 비교될 수 있다.
일 실시예에서, 다양한 패턴들(예를 들어, 대략적 스테이지 송신 패턴, 미세 스테이지 송신 패턴, 대략적 스테이지 수신 패턴, 미세 스테이지 수신 패턴 및/또는 수신 패턴 마스크)은 동일할 수 있다. 대안적으로, 이러한 패턴들 중 하나 이상(또는 전부)은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 패턴들 중 상이한 패턴들은 비트들의 상이한 시퀀스들 및/또는 시퀀스들의 길이들을 포함할 수 있다. 초 미세 스테이지에서 사용되는 다양한 패턴들(예를 들어, 대략적 스테이지 송신 패턴, 미세 스테이지 송신 패턴, 대략적 스테이지 수신 패턴, 미세 스테이지 수신 패턴 및/또는 수신 패턴 마스크)은 또한 대략적 또는 미세 스테이지들에서만 사용되는 것들과 그리고 서로 상이할 수 있다.
도 11은 감지 시스템(100)의 일 실시예의 개략도이다. 시스템(100)은 감지 장치(102)와 하나 이상의 물체들(104) 사이의 거리들을 결정하고/하거나 하나 이상의 타겟 물체들(104)의 이동을 식별하는 데 사용될 수 있으며, 여기서 타겟 물체들(104)은 변경될 수 있거나 모르는 위치들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 감지 장치(102)는 에코들(108)로서 적어도 부분적으로 반사되는 타겟 물체(104)를 향한 송신 신호들(106)로서 전자기 펄스 시퀀스들을 송신하는 레이더 시스템을 포함한다. 대안적으로, 감지 장치(102)는 LIDAR(Light Detection And Ranging) 시스템과 같은 광학 감지 시스템을 포함할 수 있고, 이는, 송신 신호들(106)로서 타겟 물체(104)를 향해 광을 송신하고 에코들(108)로서 타겟 물체(104)로부터 광의 반사들을 수신한다. 다른 실시예에서, 송신 신호들(106)을 송신하고 에코들(108)을 수신하기 위해 소나와 같은 다른 송신 방법이 사용될 수 있다.
송신된 신호들(106) 및 에코들(108)의 비행 시간은 송신 신호들(106)의 송신과 타겟 물체(104)로부터 에코들(108)의 수신 사이의 시간 지연을 표현한다. 비행 시간은 감지 장치(102)와 타겟 물체(104) 사이의 거리에 비례할 수 있다. 감지 장치(102)는 송신된 신호들(106) 및 에코(108)의 비행 시간을 측정하고, 비행 시간에 기초하여 감지 장치(102)와 타겟 물체(104) 사이의 분리 거리(110)를 계산할 수 있다.
감지 시스템(100)은 감지 장치(102)의 동작들을 지시하는 제어 유닛(112)(도 1의 "외부 제어 유닛")을 포함할 수 있다. 제어 유닛(112)은 하나 이상의 프로세서들, 제어기들 등과 같은 하나 이상의 로직 기반 하드웨어 디바이스들을 포함할 수 있다. 도 11에 도시된 제어 유닛(112)은 하드웨어(예를 들어, 프로세서들) 및/또는 하드웨어의 로직(예를 들어, 컴퓨터 메모리 상에 저장된 컴퓨터 소프트웨어와 같이, 유형적이고 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에 저장된 하드웨어의 동작들을 지시하기 위한 명령들의 하나 이상의 세트들)을 표현할 수 있다. 제어 유닛(112)은 하나 이상의 유선 및/또는 무선 접속들에 의해 감지 장치(102)와 통신가능하게 결합(예를 들어, 데이터 신호들을 통신하도록 접속)될 수 있다. 제어 유닛(112)은 예를 들어, 수 미터 떨어져서, 건물의 다른 방에, 다른 건물에, 다른 도시 블록에, 다른 도시에, 다른 카운티, 주, 또는 국가(또는 다른 지리적 경계) 등에 배치됨으로써 감지 장치(102)로부터 원격에 위치될 수 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛(112)은 동일하거나 상이한 장소들에 위치된 여러 감지 조립체들(102)과 통신가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 서로로부터 원격에 위치되는 여러 감지 조립체들(102)은 공통 제어 유닛(112)과 통신가능하게 결합될 수 있다. 제어 유닛(112)은 감지 조립체들(102)을 개별적으로 활성화(예를 들어, 턴 온) 또는 비활성화(예를 들어, 턴 오프)하기 위해 감지 조립체들(102) 각각에 제어 메시지들을 별개로 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 유닛(112)은 전력을 보존하기 위해 분리 거리(110)의 주기적 측정들을 수행하고 이어서 유휴 시간 동안 비활성화하도록 감지 조립체(102)에 지시할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛(112)은 송신 신호들(106)을 송신하고 에코들(108)을 수신하고/하거나 분리 거리들(110)을 측정하기 위해 활성화(예를 들어, 턴 온) 및/또는 비활성화(예를 들어, 턴 오프)하도록 감지 장치(102)에 지시할 수 있다. 대안적으로, 제어 유닛(112)은 감지 장치(102)에 의해 측정되고 제어 유닛(112)에 통신된 송신 신호들(106) 및 에코들(108)의 비행 시간들에 기초하여 분리 거리(110)를 계산할 수 있다. 제어 유닛(112)은 키보드, 전자 마우스, 터치스크린, 마이크로폰, 스타일러스 등과 같은 입력 디바이스(114) 및/또는 컴퓨터 모니터, 터치스크린(예를 들어, 입력 디바이스(114)와 동일한 터치스크린), 스피커, 광 등과 같은 출력 디바이스(116)와 통신가능하게 결합될 수 있다. 입력 디바이스(114)는 감지 장치(102)를 활성화 또는 비활성화하기 위한 커맨드들과 같은 운영자로부터의 입력 데이터를 수신할 수 있다. 출력 디바이스(116)는 분리 거리들(110) 및/또는 송신 신호들(106) 및 에코들(108)의 비행 시간들과 같은 정보를 운영자에게 제시할 수 있다. 출력 디바이스(116)는 또한 인터넷과 같은 통신 네트워크에 접속될 수 있다.
감지 조립체(102)의 폼 팩터는 시스템(100)의 애플리케이션 또는 사용에 따라, 광범위한 상이한 형상들을 가질 수 있다. 감지 조립체(102)는 외측 하우징과 같은 단일 인클로저(1602)에 인클로징될 수 있다. 인클로저(1602)의 형상은 전원(예를 들어, 배터리들 및/또는 다른 전력 접속들), 환경 보호 및/또는 다른 통신 디바이스들(예를 들어, 측정들을 송신하거나 다른 통신들을 송신/수신하기 위한 네트워크 디바이스들)에 대한 요구들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 팩터들에 의존할 수 있다. 예시된 실시예에서, 감지 조립체(102)의 기본 형상은 직사각형 박스이다. 감지 조립체(102)의 크기는 3 인치 x 6 인치 x 2 인치(7.6 센티미터 x 15.2 센티미터 x 5.1 센티미터), 70 mm x 140 mm x 10 mm, 또는 다른 크기와 같이 비교적 작을 수 있다. 대안적으로, 감지 조립체(102)는 하나 이상의 다른 치수들을 가질 수 있다.
도 12는 감지 장치(102)의 일 실시예의 개략도이다. 감지 장치(102)는, 송신 신호들(106)로서 타겟 물체(104)를 향해 송신되는 캐리어 신호를 직접 변조하는 비교적 고속의 디지털 펄스 시퀀스를 사용하는 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 레이더 디바이스일 수 있다. 에코들(108)은 송신 신호들(106) 및 에코들(108)의 비행 시간을 결정하기 위해 송신 신호들 (106) 내의 동일한 펄스 시퀀스에 상관될 수 있다. 이어서, 이러한 비행 시간은 분리 거리(110)(도 11에 도시됨)를 계산하기 위해 사용될 수 있다.
감지 장치(102)는 프론트 엔드(200) 및 백 엔드(202)를 포함한다. 프론트 엔드(200)는 송신 신호들(106)을 송신하고 반사된 에코들(108)을 수신하는 회로부 및/또는 다른 하드웨어를 포함할 수 있다. 백 엔드(202)는 송신 신호들(106)에 대한 펄스 시퀀스들을 형성하거나 송신 신호들(106)에 포함하기 위한 펄스 시퀀스들을 형성하도록 프론트 엔드(200)에 지시하는 제어 신호들을 생성하고/하거나 프론트 엔드(200)에 의해 수신된 에코들(108)을 프로세싱(예를 들어, 분석)하는 회로부 및/또는 다른 하드웨어를 포함할 수 있다. 프론트 엔드(200) 및 백 엔드(202) 둘 모두는 공통 하우징에 포함될 수 있다. 예를 들어(그리고 아래에 설명되는 바와 같이), 프론트 엔드(200) 및 백 엔드(202)는 비교적 서로 가깝고(예를 들어, 수 센티미터 또는 미터 이내) 그리고/또는 동일한 하우징에 포함될 수 있다. 대안적으로, 프론트 엔드(200)는 백 엔드(202)로부터 원격에 위치될 수 있다. 프론트 엔드(200) 및/또는 백 엔드(202)의 컴포넌트들은, 전도성 접속들(예를 들어, 와이어들, 버스들 등) 및/또는 무선 접속들(예를 들어, 무선 네트워크들)을 표현할 수 있는 도 12의 라인들 및/또는 화살표들에 의해 접속되는 것으로 개략적으로 도시된다.
프론트 엔드(200)는 송신 안테나(204) 및 수신 안테나(206)를 포함한다. 송신 안테나(204)는 송신 신호들(106)을 타겟 물체(104)를 향해 송신하고 수신 안테나(206)는 타겟 물체(104)에 의해 적어도 부분적으로 반사되는 에코들(108)을 수신한다. 일례로서, 송신 안테나(204)는 24 기가헤르츠 ("GHz") ± 1.5 GHz의 주파수를 갖는 RF(radio frequency) 신호들과 같은 송신 신호들(106)로서 RF 전자기 신호들을 송신할 수 있다. 대안적으로, 송신 안테나(204)는 광과 같은 다른 유형들 및/또는 다른 주파수들에서 신호들을 송신할 수 있다. 광 송신의 경우, 안테나는 레이저 또는 LED 또는 다른 디바이스로 대체될 수 있다. 수신기는 광 검출기 또는 포토다이오드로 대체될 수 있다.
프론트 엔드(200)의 프론트 엔드 송신기(208)(도 12의 "RF 프론트 엔드", "송신기" 및/또는 "TX")는 송신 안테나(204)와 통신가능하게 결합된다. 프론트 엔드 송신기(208)는, 송신 안테나(204)가 송신 신호(106)를 통신(예를 들어, 송신)할 수 있도록 송신 신호(106)를 형성하여 송신 안테나(204)에 제공한다. 예시된 실시예에서, 프론트 엔드 송신기(208)는 믹서들(210A, 210B) 및 증폭기(212)를 포함한다. 대안적으로, 프론트 엔드 송신기(208)는 증폭기(212)를 포함하지 않을 수 있다. 믹서들(210A, 210B)은 송신 안테나(204)에 의해 통신되는 송신 신호(106)를 형성하기 위해 백 엔드(202)에 의해 제공된 펄스 시퀀스 또는 패턴을 발진 신호(216)(예를 들어, 캐리어 신호)와 조합(예를 들어, 변조)한다. 일 실시예에서, 믹서들(210A, 210B)은 하나 이상의 송신(TX) 패턴 생성기들(228A, 228B)로부터 수신된 패턴 신호들(230A, 230B)(도 12의 "기저대역 신호")을 발진 신호(216)와 곱한다. 패턴 신호(230)는 패턴 코드 생성기(228)에 의해 형성된 패턴을 포함한다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 패턴 신호(230)는 공지된 또는 지정된 시퀀스에 배열된 여러 비트들을 포함할 수 있다.
프론트 엔드(200)의 발진 디바이스(214)(도 12의 "발진기")는 믹서들(210A, 210B)에 통신되는 발진 신호(216)를 생성한다. 일례로서, 발진 디바이스(214)는, 예를 들어, 감지 장치(102)에 배치된 전원(예를 들어, 배터리)에 의해 및/또는 제어 유닛(112)(도 11에 도시됨)에 의해 제공되는, 발진 디바이스(214)에 입력되는 전압 신호에 기초하여 발진 신호(216)를 생성하는 전압 제어 발진기(VCO)를 포함하거나 표현할 수 있다. 증폭기(212)는 송신 신호(106)의 강도(예를 들어, 이득)를 증가시킬 수 있다.
예시된 실시예에서, 믹서(210A)는 패턴 신호(230A)의 동위상(I) 컴포넌트 또는 채널을 수신하고 패턴 신호(230A)의 I 컴포넌트 또는 채널을 발진 신호(216)와 혼합하여 송신 신호(106)의 I 컴포넌트 또는 채널을 형성한다. 믹서(210B)는 패턴 신호(230B)의 직교위상(Q) 컴포넌트 또는 채널을 수신하고 패턴 신호(230B)의 I 컴포넌트 또는 채널을 발진 신호(216)와 혼합하여 송신 신호(106)의 Q 컴포넌트 또는 채널을 형성한다.
송신 신호(106)(예를 들어, I 및 Q 채널들 중 하나 또는 둘 모두)는 TX 기저대역 신호(230)가 믹서들(210)에 흐를 때 생성된다. 디지털 출력 게이트(250)는 TX 기저대역 신호(230)의 추가된 제어를 위해 TX 패턴 생성기와 믹서들(210) 사이에 배치될 수 있다. 하나 이상의 송신 신호들(106)의 버스트가 송신 안테나(204)에 의해 송신된 후, 감지 조립체(102)는 타겟 물체(104)로부터 에코들(108)을 수신하기 위해 송신 모드(예를 들어, 송신 신호들(106)의 송신을 수반함)로부터 수신 모드로 스위칭할 수 있다. 일 실시예에서, 감지 조립체(102)는 송신 모드에 있을 때 에코들(108)을 수신 또는 감지하지 않을 수 있고 그리고/또는 수신 모드에 있을 때 송신 신호들(106)을 송신하지 않을 수 있다. 감지 조립체(102)가 송신 모드로부터 수신 모드로 스위칭할 때, 디지털 출력 게이트(250)는 송신기(208)에 의해 생성된 송신 신호(106)가 제거되는(예를 들어, 0 강도로 감소되는) 포인트까지의 시간양을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 게이트(250)는 3-상태 기능 및 차동 고역 통과 필터(게이트(250)로 표현됨)를 포함할 수 있다. 기저대역 신호(230)는 기저대역 신호(230)가 상향변환 믹서(210)에 도달하기 전에 필터를 통과한다. 게이트(250)는 제어 유닛(112)(도 11에 도시됨)과 통신가능하게 결합되고 그에 의해 제어될 수 있어서, 제어 유닛(112)은, 송신 신호(106)(또는 여러 송신 신호들(106)의 버스트)가 송신되고 감지 조립체(102)가 에코들(108)을 수신하도록 스위치 오버될 때 3-상태(예를 들어, 고임피던스) 모드에 진입하도록 게이트(250)의 필터에 지시할 수 있다. 게이트(250)의 차동 출력들에 걸친 고역 통과 필터는 3-상태 모드가 개시된 후 비교적 빠르게 입력 송신 신호(106)를 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 송신 신호(106)는 감지 조립체(102)가 에코들(108)을 수신할 때 송신 안테나(204)로 흐르는 것 및/또는 수신 안테나(206)로 누설되는 것이 방지된다.
프론트 엔드(200)의 프론트 엔드 수신기(218)("RF 프론트 엔드", "수신기" 및/또는 "RX")는 수신 안테나(206)와 통신가능하게 결합된다. 프론트 엔드 수신기(218)는 수신 안테나(206)로부터 에코들(108)을 표현하는 에코 신호(224)(또는 에코들(108)을 표현하는 데이터)를 수신한다. 에코 신호(224)는 일 실시예에서 아날로그 신호일 수 있다. 수신 안테나(206)는 수신된 에코들(108)에 기초하여 에코 신호(224)를 생성할 수 있다. 예시된 실시예에서, 증폭기(238)는 수신 안테나(206)와 프론트 엔드 수신기(218) 사이에 배치될 수 있다. 프론트 엔드 수신기(218)는 증폭기(220) 및 믹서들(222A, 222B)을 포함할 수 있다. 대안적으로 증폭기들(220, 238) 중 하나 이상은 제공되지 않을 수 있다. 증폭기들(220, 238)은 에코 신호(224)의 강도(예를 들어, 이득)를 증가시킬 수 있다. 믹서들(222A, 222B)은 발진 디바이스(214)로부터의 발진 신호(216)(또는 발진 신호(216)의 카피)와 혼합하기 위해 에코 신호(224)의 상이한 컴포넌트들 또는 채널들을 수신하는 하나 이상의 혼합 디바이스들을 포함 또는 표현할 수 있다. 예를 들어, 믹서(222A)는 아날로그 에코 신호(224)와 발진 신호(216)의 I 컴포넌트를 조합하여 에코 신호(224)의 I 컴포넌트를 감지 장치(102)의 백 엔드(202)에 통신되는 제1 기저대역 에코 신호(226A)로 추출할 수 있다. 제1 기저대역 에코 신호(226A)는 기저대역 에코 신호의 I 컴포넌트 또는 채널을 포함할 수 있다. 믹서(222B)는 아날로그 에코 신호(224)와 발진 신호(216)의 Q 컴포넌트를 조합하여 아날로그 에코 신호(224)의 Q 컴포넌트를 감지 장치(102)의 백 엔드(202)에 통신되는 제2 기저대역 에코 신호(226B)로 추출할 수 있다. 제2 기저대역 에코 신호(226B)는 기저대역 에코 신호의 Q 컴포넌트 또는 채널을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 에코 신호들(226A, 226B)은 집합적으로 기저대역 에코 신호(226)로 지칭될 수 있다. 일 실시예에서, 믹서들(222A, 222B)은 에코 신호(224)를 발진 신호(216)의 I 및 Q 컴포넌트들과 곱하여 기저대역 에코 신호들(226A, 226B)을 형성할 수 있다.
감지 장치(102)의 백 엔드(202)는 송신 신호(106)에 포함하기 위한 패턴 신호(230)를 생성하는 송신(TX) 패턴 코드 생성기(228)를 포함한다. 송신 패턴 코드 생성기(228)는 송신 코드 생성기들(228A, 228B)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 송신 코드 생성기(228A)는 I 컴포넌트 또는 채널 패턴 신호(230A)(도 12의 "I TX 패턴")를 생성하는 반면, 송신 코드 생성기(228B)는 Q 컴포넌트 또는 채널 패턴 신호(230B)(도 12의 "Q TX 패턴")를 생성한다. 송신 패턴 코드 생성기(228)에 의해 생성된 송신 패턴들은 이진 숫자들 또는 비트들의 공지된 또는 지정된 시퀀스를 갖는 디지털 펄스 시퀀스를 포함할 수 있다. 비트는 1 또는 0, 하이 또는 로우, 온 또는 오프, +1 또는 -1 등의 값과 같은 2개의 값들 중 하나를 가질 수 있는 정보 단위를 포함한다. 대안적으로, 비트는 숫자, 3개 이상의 값들 중 하나를 가질 수 있는 정보 단위 등으로 대체될 수 있다. 펄스 시퀀스는 (예를 들어, 도 11에 도시된 입력 디바이스(114)를 사용함으로써) 도 11에 도시된 시스템(100)의 운영자에 의해 선택될 수 있거나, 패턴 코드 생성기(228)의 로직에 하드-와이어링 또는 프로그래밍될 수 있거나, 또는 달리 확립될 수 있다.
송신 패턴 코드 생성기(228)는 비트들의 패턴을 생성하고 패턴 신호들(230A, 230B)의 패턴을 프론트 엔드 송신기(208)에 통신한다. 패턴 신호들(230A, 230B)은 개별적으로 또는 집합적으로 패턴 신호(230)로 지칭될 수 있다. 일 실시예에서, 패턴 신호(230)는 3 GHz 이하의 주파수에서 프론트 엔드 송신기(208)로 통신될 수 있다. 대안적으로, 패턴 신호(230)는 더 큰 주파수에서 프론트 엔드 송신기(208)로 통신될 수 있다. 송신 패턴 코드 생성기(228)는 또한 패턴 신호(230)를 상관기 디바이스(232)(도 12의 "상관기")에 통신한다. 예를 들어, 패턴 코드 생성기(228)는 상관기 디바이스(232)에 전송되는 패턴 신호의 카피를 생성할 수 있다.
백엔드 섹션(202)은 하드웨어(예를 들어, 하나 이상의 프로세서들, 제어기들 등) 및/또는 하드웨어의 로직(예를 들어, 컴퓨터 메모리 상에 저장된 컴퓨터 소프트웨어와 같이, 유형적이고 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에 저장된 하드웨어의 동작들을 지시하기 위한 명령들의 하나 이상의 세트들)을 포함하거나 표현한다. RX 백엔드 섹션(202B)은 패턴 코드 생성기(228)로부터의 패턴 신호(230) 및 프론트 엔드 수신기(200)로부터의 기저대역 에코 신호(226)(예를 들어, 신호들(226A, 226B) 중 하나 이상)를 수신한다. RX 백엔드 섹션(202B)은 분리 거리(110)를 결정하고 그리고/또는 타겟 물체(104)의 이동을 추적 및/또는 검출하기 위해 기저대역 에코 신호(226)의 하나 이상의 분석 스테이지들을 수행할 수 있다.
분석 스테이지들은 전술된 바와 같이, 대략적 스테이지, 미세 스테이지 및/또는 초 미세 스테이지를 포함할 수 있다. 대략적 스테이지에서, 기저대역 프로세서(232)는 패턴 신호(230)를 기저대역 에코 신호(226)와 비교하여 송신 신호들(106) 및 에코들(108)의 대략적 또는 추정된 비행 시간을 결정한다. 예를 들어, 기저대역 프로세서(232)는 아래에서 설명되는 바와 같이, 송신 신호(106)가 송신되는 시간과 패턴 신호(230)(또는 그 일부) 및 기저대역 에코 신호(226) 내의 패턴이 서로 매치하거나 실질적으로 매치하는 후속 시간 사이의 관심 시간 지연을 측정할 수 있다. 관심 시간 지연은 송신 신호(106) 및 대응하는 에코(108)의 비행 시간의 추정으로서 사용될 수 있다.
미세 스테이지에서, 감지 조립체(102)는 패턴 신호(230)의 복제된 카피를 기저대역 에코 신호(226)와 비교할 수 있다. 패턴 신호(230)의 복제된 카피는 대략적 스테이지 동안 측정된 관심 시간 지연에 의해 지연된 패턴 신호(230)를 포함하는 신호일 수 있다. 감지 조립체(102)는 패턴 신호(230)의 복제된 카피를 기저대역 에코 신호(226)와 비교하여 복제된 패턴 신호와 기저대역 에코 신호(226) 사이의 중첩 또는 미스매치의 시간적 양 또는 정도를 결정한다. 이러한 시간적 중첩 또는 미스매치는 대략적 스테이지로부터 계산된 비행 시간에 추가될 수 있는 비행 시간의 추가 부분을 표현할 수 있다. 일 실시예에서, 미세 스테이지는 기저대역 에코 신호(226) 및 복제된 패턴 신호의 I 및/또는 Q 컴포넌트들을 검사한다.
초 미세 스테이지에서, 감지 조립체(102)는 또한 기저대역 에코 신호(226) 및 복제된 패턴 신호의 I 및/또는 Q 컴포넌트를 검사하여, 기저대역 에코 신호(226) 및 복제된 패턴 신호의 I 및/또는 Q 컴포넌트들 사이의 시간적 중첩 또는 미스매치를 결정할 수 있다. 기저대역 에코 신호(226) 및 복제된 패턴 신호의 Q 컴포넌트들의 시간적 중첩 또는 미스매치는 비행 시간의 비교적 정확한 추정을 결정하기 위해 (예를 들어, I 및/또는 Q 컴포넌트들을 검사함으로써) 대략적 스테이지 및 미세 스테이지로부터 계산된 비행 시간에 추가될 수 있는 추가 시간 지연을 표현할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 초 미세 스테이지는 관심 비트 내에서 타겟 물체(104)의 이동을 정밀하게 추적 및/또는 검출하기 위해 사용될 수 있다. 용어들 "미세" 및 "초 미세"는, 미세 스테이지가 대략적 스테이지에 비해 비행 시간(tF) 및/또는 분리 거리(110)의 더 정확하고 그리고/또는 정밀한(예를 들어, 더 큰 분해능) 계산을 제공할 수 있는 것, 및 초 미세 스테이지가 미세 스테이지 및 대략적 스테이지에 비해 비행 시간(tF) 및/또는 분리 거리(110)의 더 정확하고 그리고/또는 정밀한(예를 들어, 더 큰 분해능) 계산을 제공할 수 있는 것을 의미하기 위해 사용된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 타겟의 모션 또는 분리 거리를 계산하기 위해 I 채널 및 Q 채널 내의 파형들의 시간 랙(lag)이 검사되어 에코들의 위상들을 해결할 수 있다.
전술된 바와 같이, 초 미세 스테이지 결정은 대략적 스테이지 결정과 유사한 프로세스를 수반할 수 있다. 예를 들어, 대략적 스테이지 결정은, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 데이터 스트림의 상이한 서브세트들의 상관 값들을 결정하고 그러한 상관 값들로부터 관심 서브세트 및 대응하는 비행 시간을 결정하기 위해 수신 패턴의 I 채널 및 데이터 스트림을 검사할 수 있다. 초 미세 스테이지 결정은, 데이터 스트림의 상이한 서브세트들의 상관 값들을 결정하고 그러한 상관 값들로부터 관심 서브세트 및 비행 시간을 결정하기 위해 수신 패턴의 I 및/또는 Q 채널 및 데이터 스트림을 사용할 수 있다. 타겟까지의 분리 거리 및/또는 비행 시간을 계산하기 위해 I 채널 및 Q 채널로부터의 비행 시간들이 조합될 수 있다(예를 들어, 평균화됨). 초 미세 스테이지 결정에 의해 계산된 상관 값들은 타겟까지의 분리 거리 및/또는 비행 시간을 결정하기 위해 대략적 스테이지 및/또는 미세 스테이지로부터의 시간 지연들에 추가될 수 있는 추가적인 시간 지연을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 타겟의 모션 또는 분리 거리를 계산하기 위해 I 채널 및 Q 채널 내의 파형들의 상관 값들이 검사되어 에코들의 위상들을 해결할 수 있다.
백엔드(202)는 제1 기저대역 프로세서(232A)(도 12의 "I 기저대역 프로세서") 및 제2 기저대역 프로세서(232B)(도 12의 "Q 기저대역 프로세서")를 포함할 수 있다. 제1 기저대역 프로세서(232A)는 에코 신호(226A)의 I 컴포넌트 또는 채널을 검사할 수 있고 제2 기저대역 프로세서(232B)는 에코 신호(226B)의 Q 컴포넌트 또는 채널을 검사할 수 있다. 백엔드 (202)는 기저대역 에코 신호(226)의 분석으로부터의 출력으로서 측정 신호(234)를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 측정 신호(234)는 제1 기저대역 프로세서(232A)로부터의 I 컴포넌트 또는 채널 측정 신호(234A) 및 제2 기저대역 프로세서(232B)로부터의 Q 컴포넌트 또는 채널 측정 신호(234B)를 포함한다. 측정 신호(234)는 분리 거리(110) 및/또는 비행 시간을 포함할 수 있다. 전체 위치 추정(260)은 제어 유닛(112)(도 11에 도시됨)에 통신될 수 있어서, 제어 유닛(112)은 하나 이상의 다른 사용들, 계산들 등을 위해 및/또는 출력 디바이스(116)(도 11에 도시됨) 상에서 운영자에게 제시하기 위해 분리 거리(110) 및/또는 비행 시간을 표현하는 데이터 또는 정보를 사용할 수 있다.
아래에 설명되는 바와 같이, 송신 신호(106)에서 송신된 패턴(예를 들어, 비트들의 펄스 시퀀스) 또는 그 일부를 또한 포함하는 상관 윈도우는 기저대역 에코 신호(226)와 비교될 수 있다. 상관 윈도우는 에코 신호(226)의 시작(예를 들어, 송신 신호(106)가 송신되지만 기저대역 에코 신호의 정확한 시작일 수 있거나 아닐 수 있는 시간에 대응하는 시간)을 표현하는 기저대역 에코 신호(226)의 위치로부터 점진적으로 시프트되거나 지연되고 기저대역 에코 신호(226)의 상이한 서브세트들 또는 부분들과 연속적으로 또는 임의의 다른 순서로 비교될 수 있다. 상관 윈도우 내의 펄스 시퀀스와 기저대역 에코 신호(226)의 서브세트들 또는 일부들 사이의 매치 정도를 표현하는 상관 값들이 계산될 수 있고, 기저대역 에코 신호(226)의 시작과 하나 이상의 최대 또는 비교적 큰 상관 값들 사이의 시간차에 기초하여 관심 시간 지연(예를 들어, 대략적 비행 시간)이 결정될 수 있다. 최대 또는 비교적 큰 상관 값은 타겟 물체(104)로부터 송신된 신호들(106)의 적어도 부분적인 반사를 표현할 수 있으며, 관심 상관 값으로 지칭될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어들 "최대", "최소" 및 그 형태들은 각각 절대적 최대 및 최소 값들로 제한되지 않는다. 예를 들어, "최대" 상관 값은 가능한 가장 큰 상관 값을 포함할 수 있지만, "최대" 상관 값은 또한, 하나 이상의 다른 상관 값들보다 크지만 반드시 획득될 수 있는 가능한 가장 큰 상관 값은 아닌 상관 값을 포함할 수 있다. 유사하게, "최소" 상관 값은 가능한 가장 작은 상관 값을 포함할 수 있지만, "최소" 상관 값은 또한, 하나 이상의 다른 상관 값들보다 작지만 반드시 획득될 수 있는 가능한 가장 작은 상관 값은 아닌 상관 값을 포함할 수 있다.
이어서, 관심 시간 지연은 대략적 스테이지로부터 분리 거리(110)를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 분리 거리(110)는 다음과 같이 추정 또는 계산될 수 있고:
여기서 d는 분리 거리(110)를 표현하고, tF는 관심 시간 지연(기저대역 에코 신호(226)의 시작부터 관심 상관 값의 식별까지 계산됨)을 표현하고, c는 광속을 표현한다. 대안적으로, c는 송신 신호들(106) 및/또는 에코들(108)이 감지 장치(102)와 타겟 물체(104) 사이의 매체 또는 매체들을 통해 이동하는 속도를 표현할 수 있다. 다른 실시예에서, tF 및/또는 c의 값은 송신 신호들(106) 및/또는 에코들(108)의 비행 시간으로 인한 것이 아닌 송신 신호들(106)의 송신과 에코들(108)의 수신 사이의 지연 부분들을 고려하기 위해 교정 팩터 또는 다른 팩터에 의해 수정될 수 있다.
도 12에 도시된 감지 조립체(102)를 계속 참조하면, 도 13a 및 도 13b는 일 실시예에 따른 송신 신호(106) 및 대응하는 에코(108)에 대한 비행 시간의 대략적 스테이지 결정의 개략도들이다. "대략적"이란, 비행 시간(tF) 및/또는 분리 거리(110)의 더 정확하고 그리고/또는 정밀한 측정을 제공하기 위해, 반사된 에코들(108)로부터 생성되는 동일하거나 상이한 에코 신호(224)(도 12에 도시됨)의 하나 이상의 추가 측정들 또는 분석들이 수행될 수 있음을 의미한다. 용어 "대략적"의 사용은 전술된 측정 기술이 부정확하거나 정밀하지 않음을 의미하는 것으로 의도되지 않는다. 전술된 바와 같이, 패턴 코드 생성기(228) 및 기저대역 에코 신호(226)에 의해 생성된 패턴은 RX 백엔드(202B)에 의해 수신된다. 기저대역 에코 신호(226)는 에코 신호(224)를 기저대역 신호로 변환하기 위해 발진 신호(216)에 의해 에코 신호(224)를 혼합(예를 들어, 곱셈)함으로써 형성될 수 있다.
도 13a는 송신 신호(106)(도 11에 도시됨) 및 디지털화된 에코 신호(226)를 표현하는 구형파형 송신 신호(322)를 예시한다. 도 13a에 도시된 에코 신호(226)는 에코 신호(226)(예를 들어, 신호(226A))의 I 컴포넌트 또는 채널을 표현할 수 있다. 신호들(322, 226)은 시간을 표현하는 수평 축들(304)과 나란히 도시된다. 송신 신호(322)는 송신 신호(106)에 포함된 패턴을 표현하는 패턴 파형 세그먼트들(326)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 패턴 파형 세그먼트들(326)은 101011의 비트 패턴에 대응하고, 여기서 0은 송신 신호(322)의 로우 값(328)을 표현하고 1은 송신 신호(322)의 하이 값(330)을 표현한다. 로우 또는 하이 값들(328, 330) 각각은 비트 시간(332)에 걸쳐 발생한다. 예시된 실시예에서, 각각의 패턴 파형 세그먼트(326)는 6 비트(예를 들어, 6개의 0들 및 1들)를 포함하여, 각각의 패턴 파형 세그먼트(326)는 6개의 비트 시간들(332)에 걸쳐 연장된다. 대안적으로, 패턴 파형 세그먼트들(326) 중 하나 이상은 로우 또는 하이 값들(328, 330)의 상이한 시퀀스를 포함하고 그리고/또는 상이한 수의 비트 시간들(332)에 걸쳐 발생할 수 있다.
기저대역 에코 신호(226)는 일 실시예에서 일련의 구형파들(예를 들어, 로우 및 하이 값들(328, 330))을 포함하지만, 파동들은 다른 형상들을 가질 수 있다. 에코 신호(226)는 디지털 에코 신호(740)(도 13b와 관련하여 아래에 도시되고 설명됨)로서 표현될 수 있다. 후술되는 바와 같이, 관심 시간 지연 또는 추정된 비행 시간을 결정하기 위해, 디지털 에코 신호(740)의 상이한 부분들 또는 서브세트들이 송신 신호(106)의 패턴 시퀀스(예를 들어, 패턴 파형 세그먼트들(326))에 비교될 수 있다. 도 13a에 도시된 바와 같이, 기저대역 에코 신호(226)의 구형파들(예를 들어, 로우 및 하이 값들(328, 330))은 송신 신호(322)의 비트 시간들(332)과 정확히 일치하지 않을 수 있다.
도 13b는 시간을 표현하는 축(304)을 따라 도 13a의 디지털화된 에코 신호(740)를 예시한다. 도 13b에 도시된 바와 같이, 디지털화된 에코 신호(740)는 비트들의 시퀀스(300, 302)로서 개략적으로 도시될 수 있다. 디지털화된 에코 신호(740)의 각각의 비트(300, 302)는 디지털화된 에코 신호(740)의 상이한 로우 또는 하이 값(328, 330)(도 13a에 도시됨)을 표현할 수 있다. 예를 들어, 비트 (300)(예를 들어, "0")는 디지털화된 에코 신호(740)의 로우 값들(328)을 표현할 수 있고 비트(302)(예를 들어, "1")는 디지털화된 에코 신호(740)의 하이 값(330)을 표현할 수 있다.
기저대역 에코 신호(226)는 축(304)의 송신 시간(t0)에서 시작한다. 송신 시간(t0)은 송신 신호(106)가 감지 조립체(102)에 의해 송신되는 시간에 대응할 수 있다. 대안적으로, 송신 시간(t0)은 송신 신호(106)가 송신되는 시간 이전 또는 이후에 발생하는 다른 시간일 수 있다.
기저대역 프로세서(232)는 송신 신호(106)에 포함된 (예를 들어, 신호 (230) 내의) 송신 패턴과 유사하게 패턴 생성기(228)로부터 수신 패턴 신호(240)를 획득하고, 수신 패턴 신호(240)는 도 13에 도시된 디지털 펄스 시퀀스 수신 패턴(306)과 같은 비트들의 시퀀스를 표현하는 파형 신호를 포함할 수 있다.
기저대역 프로세서(232)는 에코 신호(226)와 수신 패턴(306)을 비교한다. 일 실시예에서, 수신 패턴(306)은 전술된 바와 같이 패턴 코드 생성기(228)로부터의 송신 신호(106)에 포함된 비트들의 송신 패턴의 카피이다. 대안적으로, 수신 패턴(306)은 송신 신호(106)에 포함된 송신 패턴과는 상이할 수 있다. 예를 들어, 수신 패턴(306)은 상이한 비트들의 시퀀스를 가질 수 있고(예를 들어, 상이한 비트들의 시퀀스를 표현하는 하나 이상의 상이한 파형들을 가짐) 그리고/또는 송신 패턴보다 길거나 짧은 비트들의 시퀀스를 가질 수 있다. 수신 패턴(306)은 도 13a에 도시된 패턴 파형 세그먼트들(326) 또는 그 일부 중 하나 이상에 의해 표현될 수 있다.
기저대역 프로세서(232)는 상이한 위치들에서 상관 값들("CV")을 계산하기 위해 디지털화된 에코 신호(740)의 상이한 부분들과 비교되는 상관 윈도우(320)로서 수신 패턴(306)의 전부 또는 일부를 사용한다. 상관 값들은 디지털화된 에코 신호(740)에서 비트들의 상이한 서브세트들에 걸쳐 수신 패턴(306)과 디지털화된 에코 신호(740) 사이의 상이한 매치 정도를 표현한다. 도 13에 예시된 예에서, 상관 윈도우(320)는 6 비트(300, 302)를 포함한다. 대안적으로, 상관 윈도우(320)는 상이한 수의 비트들(300, 302)을 포함할 수 있다. 상관기 디바이스(731)는, 어디에서(예를 들어, 에코 신호(226)의 어느 서브세트가) 에코 신호(740)의 다른 부분들 중 하나 이상(또는 모두)보다 상관 윈도우(320) 내의 패턴에 더 가까이 매치하는지를 식별하기 위해 에코 신호(740)를 따라 상관 윈도우(320)를 시간적으로 시프트시킬 수 있다. 일 실시예에서, 대략적 스테이지 결정에서 동작할 때, 제1 기저대역 프로세서(232A)는 상관 윈도우(320)를 에코 신호(226)의 I 컴포넌트 또는 채널과 비교한다.
예를 들어, 상관기 디바이스(731)는 상관 윈도우(320)의 비트들을 디지털화된 에코 신호(740)의 비트들(300, 302)의 제1 서브세트(308)와 비교할 수 있다. 예를 들어, 상관기 디바이스(731)는 수신 패턴(306)을 디지털화된 에코 신호(740)의 처음 6 비트(300, 302)와 비교할 수 있다. 대안적으로, 상관기 디바이스(731)는 수신 패턴(306)을 디지털화된 에코 신호(740)의 상이한 서브세트와 비교함으로써 시작할 수 있다. 상관기 디바이스(731)는 제1 서브세트(308)의 비트들(300, 302)의 시퀀스가 수신 패턴(306)의 비트들(300, 302)의 시퀀스와 얼마나 가깝게 매치하는지를 결정함으로써 디지털화된 에코 신호(740)에서 비트들의 제1 서브세트(308)에 대한 제1 상관 값을 계산한다.
일 실시예에서, 상관기 디바이스(731)는, 상관 윈도우(320)의 비트들(300, 302)의 시퀀스에 매치하는 상관 윈도우(320)와 비교되는 디지털화된 에코 신호(740)의 서브세트 내의 그러한 비트들(300, 302)에 제1 값(예를 들어, +1)을 할당하고, 상관 윈도우(320)의 비트들(300, 302)의 시퀀스에 매치하지 않는 검사되는 디지털화된 에코 신호(740)의 서브세트 내의 그러한 비트들(300, 302)에 상이한 제2 값(예를 들어, -1)을 할당한다. 대안적으로, 다른 값들이 사용될 수 있다. 이어서, 상관기 디바이스(731)는 디지털화된 에코 신호(740)의 서브세트에 대한 이들 할당된 값들을 합산하여 서브세트에 대한 상관 값을 유도할 수 있다.
디지털화된 에코 신호에서 비트들의 제1 서브세트(308)에 대해, 오직 제4 비트(예를 들어, 0) 및 제5 비트(예를 들어, 1)만이 상관 윈도우(320)에서 제4 비트 및 제5 비트에 매치한다. 제1 서브세트(308)의 나머지 4 비트는 상관 윈도우(320) 내의 대응하는 비트들에 매치하지 않는다. 그 결과, 매치하는 비트들에 +1이 할당되고 미스매치하는 비트들에 -1이 할당되면, 디지털화된 에코 신호(740)의 제1 서브세트(308)에 대한 상관 값은 -2로 계산된다. 한편, 비트들에 +1이 할당되고 매치하지 않는 비트들에 0이 할당되면, 디지털화된 에코 신호(740)의 제1 서브세트(308)에 대한 상관 값은 +2로 계산된다. 전술된 바와 같이, +1 및/또는 -1 대신에 다른 값들이 사용될 수 있다.
이어서, 상관기 디바이스(731)는 상관 윈도우(320) 내의 비트들(300, 302)의 시퀀스를 디지털화된 에코 신호(740)의 다른 (예를 들어, 추후의 또는 후속) 서브세트와 비교함으로써 상관 윈도우(320)를 시프트시킨다. 예시 된 실시예에서, 상관기 디바이스(731)는 다른 상관 값을 계산하기 위해 상관 윈도우(320)를 디지털화된 에코 신호(740)의 제6 및 제7 비트(300, 302)와 비교한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 상관 윈도우(320)가 비교되는 서브세트들은 적어도 부분적으로 서로 중첩할 수 있다. 예를 들어, 상관 윈도우(320)가 비교되는 서브세트들 각각은 각각의 서브세트의 비트들 중 하나를 제외한 모두에 의해 서로 중첩할 수 있다. 다른 예에서, 서브세트들 각각은 각각의 서브세트에서 더 적은 수의 비트들만큼 서로 중첩할 수 있거나 전혀 중첩하지 않을 수 있다.
상관기 디바이스(731)는 서브세트들에 대한 상관 값들을 계산하기 위해 상관 윈도우(320)를 디지털화된 에코 신호(740)의 상이한 서브세트들과 계속 비교할 수 있다. 위의 예를 계속하여, 상관기 디바이스(731)는 디지털화된 에코 신호(740)의 상이한 서브세트들에 대해 도 13에 도시된 상관 값들을 계산한다. 도 13에서, 상관 윈도우(320)는 상관 윈도우(320)가 비교되는 서브세트 아래로 시프트된 것으로 도시되며, 상관 윈도우(320)가 비교되는 서브세트의 상관 값은 상관 윈도우(320)의 우측에 비교 도시된다(매치들에 대해 +1 및 미스매치들에 대해 -1의 값들을 사용함). 예시된 예에 도시된 바와 같이, 디지털화된 에코 신호(226)에서 제5 내지 제 10 비트(300, 302)와 연관된 상관 값은 다른 서브세트들의 하나 이상의 다른 상관 값들보다 큰 또는 상관 값들 중 가장 큰 상관 값(예를 들어, +6)을 갖는다.
다른 실시예에서, 상관 윈도우(320)에 포함되고 디지털화된 에코 신호(740)의 서브세트들과 비교되는 수신 패턴(306)은 송신 신호(106)(도 11에 도시됨)에 포함된 송신 패턴의 전체 미만인 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신 신호(106)의 송신 패턴이 비트들(300, 302)의 13개(또는 상이한 수)의 디지털 펄스 시퀀스를 표현하는 파형을 포함하는 경우, 상관기 디지털(731)는 송신 패턴에 포함된 비트들(300, 302)의 13개 미만(또는 상이한 수)을 포함하는 수신 패턴(306)을 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 상관기 디바이스(731)는 상관 윈도우(320)(또한 마스킹된 수신 패턴으로 지칭됨)를 형성하기 위해 수신 패턴(306)에 마스크를 적용함으로써 전체 수신 패턴(306)보다 적은 것을 서브세트들과 비교할 수 있다. 도 13에 도시된 수신 패턴(306)과 관련하여, 상관기 디바이스(731)는, 마지막 3개의 비트들(300, 302)만이 디지털화된 에코 신호(740)의 다양한 서브세트들에 비교되도록 수신 패턴(306)으로부터 처음 3 비트(300, 302)를 제거하기 위해 수신 패턴(306)에 시퀀스 "000111"(또는 다른 마스크)를 포함하는 마스크를 적용할 수 있다. 마스크는 마스크 내의 각각의 비트에 수신 패턴(306) 내의 대응하는 비트를 곱함으로써 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 상관 윈도우(320)가 서브세트들에 비교될 때 동일한 마스크가 또한 디지털화된 에코 신호(740)의 서브세트들 각각에 적용된다.
상관기(731)는 가장 큰, 하나 이상의 상관 값들보다 큰, 그리고/또는 관심 상관 값(312)으로 지정된 임계치보다 큰 상관 값을 식별할 수 있다. 예시된 예에서, 제5 상관 값(예를 들어, +6)은 관심 상관 값(312)일 수 있다. 관심 상관 값(312)에 대응하는 디지털화된 에코 신호(740) 내의 서브세트 또는 비트들의 서브세트들은 관심 서브세트 또는 서브세트들(314)로서 식별될 수 있다. 예시된 예에서, 관심 서브세트(314)는 디지털화된 에코 신호(740)에 제5 내지 제10 비트(300, 302)를 포함한다. 이러한 예에서, 관심 서브세트의 시작이 관심 서브세트를 식별하기 위해 사용되면, 관심 지연은 5일 것이다. 송신 신호들(106)(도 11에 도시됨)이 감지 조립체(102)로부터 상이한 분리 거리들(110)에 위치된 상이한 타겟 물체들(104)과 같은 다수의 타겟 물체들(104)(도 11에 도시됨)로부터 반사되는 경우 다수의 관심 서브세트들이 식별될 수 있다.
디지털화된 에코 신호(740)의 서브세트들 각각은 디지털화된 에코 신호(740)의 시작(예를 들어, to)과 디지털화된 에코 신호(740)의 각각의 서브세트 내의 제1 비트의 시작 사이의 시간 지연(td)과 연관될 수 있다. 대안적으로, 서브세트에 대한 시간 지연(td)의 시작은 다른 시작 시간(예를 들어, 디지털화된 에코 신호(740)의 시작(to) 전 또는 후의 시간)으로부터 측정될 수 있고, 그리고/또는 시간 지연의 종료(td)는 서브세트의 중간 또는 다른 비트와 같은 서브세트의 다른 위치에 있을 수 있다.
관심 서브세트와 연관된 시간 지연(td)은 타겟 물체(104)로부터 반사되는 송신 신호(106)의 비행 시간(tF)을 표현할 수 있다. 상기 수식 #1을 사용하면, 비행 시간은 감지 조립체(102)와 타겟 물체(104) 사이의 분리 거리(110)를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 비행 시간(tF)은 비행 시간(tF)을 획득하기 위해 교정 팩터에 의해 수정되는 시간 지연과 같은 수정된 시간 지연(td)에 기초할 수 있다. 일례로, 비행 시간(tF)은 신호들의 전파 및/또는 다른 프로세싱 또는 분석을 고려하기 위해 정정될 수 있다. 감지 조립체(102)의 컴포넌트들을 통한 에코 신호(224)의 전파, 기저대역 에코 신호(226)의 형성, 기저대역 에코 신호(226)의 전파 등은 비행 시간(tF)의 계산에 영향을 미칠 수 있다. 기저대역 에코 신호(226)에서 관심 서브세트와 연관된 시간 지연은 송신 신호들(106) 및 에코들(108)의 비행 시간을 포함할 수 있으며, 또한 시스템(100)의 아날로그 및 디지털 블록들(예를 들어, 상관기 디바이스(731) 및/또는 패턴 코드 생성기(228) 및/또는 믹서들(210) 및/또는 증폭기(238))에서 다양한 신호들의 전파 시간을 포함할 수 있다.
이러한 컴포넌트들을 통한 데이터 및 신호들의 전파 시간을 결정하기 위해 교정 루틴이 이용될 수 있다. 공지된 거리의 타겟에 대해 측정이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송신 신호들(106)은 송신 및/또는 수신 안테나들(204, 206)로부터 공지된 분리 거리(110)에 있는 타겟 물체(104)로 전송될 수 있다. 송신 신호들(106)에 대한 비행 시간의 계산은 전술된 바와 같이 이루어질 수 있으며, 비행 시간은 계산된 분리 거리(110)를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 실제 공지된 분리 거리(110)와 계산된 분리 거리(110) 사이의 차이에 기초하여, 감지 조립체(102)의 컴포넌트들을 통한 전파 시간에 기초하는 측정 에러가 계산될 수 있다. 이어서, 이러한 전파 시간은 감지 조립체(102)를 사용하여 계산된 추가 비행 시간들을 정정(예를 들어, 단축)하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 감지 조립체(102)는 송신 신호(106)의 여러 버스트들을 송신할 수 있고, 상관기 디바이스(731)는 송신 신호들(106)의 반사된 에코들(108)에 기초한 디지털화된 에코 신호들(740)에 대한 여러 상관 값들을 계산할 수 있다. 여러 송신된 신호들(106)에 대한 상관 값들은 예를 들어, 동일하거나 대략 동일한 시간 지연들(td)에 대해 계산된 상관 값들의 평균, 중앙값 또는 다른 통계 측정치를 계산함으로써 공통 시간 지연들(td)에 의해 그룹화될 수 있다. 다른 상관 값들보다 크거나 가장 큰 그룹화된 상관 값들은 단일 상관 값 및/또는 버스트만을 사용하는 것에 비해 비행 시간(tF) 및 분리 거리(110)를 보다 정확하게 계산하기 위해 사용될 수 있다.
도 14는 도 11에 도시된 몇몇 송신 신호들(106)에 대해 계산되고 평균화되는 상관 값들의 일례를 예시한다. 상관 값들(400)은 시간(예를 들어, 시간 지연들 또는 비행 시간들)을 표현하는 수평 축(402) 및 상관 값들(400)의 크기를 표현하는 수직 축(404)과 나란히 도시된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 여러 송신 신호들(106)에 걸쳐 그룹화된 다수의 상관 값들(400)에 기초하여 여러 피크들(406, 408)이 식별될 수 있다. 피크들(406, 408)은 송신 신호들(106)이 반사되는 하나 이상의 타겟 물체들(104)(도 11에 도시됨)와 연관될 수 있다. 피크들(406, 408) 중 하나 이상과 연관된 시간 지연들(예를 들어, 수평 축(402)를 따른 시간)은 전술된 바와 같이, 피크들(406, 408)과 연관된 타겟 물체들(104) 중 하나 이상의 분리 거리(들)(110)를 계산하기 위해 사용될 수 있다.
도 15는 도 12에 도시된 감지 조립체(102)의 다른 개략도이다. 감지 조립체(102)는 무선 프론트 엔드(500) 및 프로세싱 백 엔드(502)를 포함하는 것으로 도 5에 예시되어 있다. 무선 프론트 엔드(500)는 감지 조립체(102)의 프론트 엔드(200)(도 12에 도시됨)에 포함된 컴포넌트들 중 적어도 일부를 포함할 수 있고, 프로세싱 백 엔드(502)는 감지 조립체(102)의 백 엔드(202)(도 12에 도시됨)의 컴포넌트들 및/또는 프론트 엔드(200)의 하나 이상의 컴포넌트들(예를 들어, 도 12의 프론트 엔드 송신(208) 및/또는 수신기(218)) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
전술된 바와 같이, 수신된 에코 신호(224)는 일 실시예에서 고속 광학 통신 시스템들에 사용되는 회로들(506)에 의해(예를 들어, 도 12에 도시된 프론트 엔드 수신기(218)에 의해) 컨디셔닝될 수 있다. 이러한 컨디셔닝은 증폭 및/또는 양자화만을 포함할 수 있다. 이어서 신호(224)는 신호(224)에 기초하여 디지털 신호를 생성하는 디지타이저(730)에 전달되고, 이어서 이는 비행 시간 정보를 추출하기 위해 원래 송신 시퀀스와의 비교를 위해 (아래에서 설명되는) 상관기(731)에 전달된다. 상관기 디바이스(731) 및 컨디셔닝 회로들은 집합적으로 감지 장치(102)의 기저대역 프로세싱 섹션으로 지칭될 수 있다.
또한 전술된 바와 같이, 패턴 코드 생성기(228)는 패턴 신호(230)에서 통신되는 패턴(예를 들어, 디지털 펄스 시퀀스)을 생성한다. 디지털 펄스 시퀀스는, 펄스들을 더 짧게 하고 시스템(100)(도 11에 도시됨)의 정확도 및 정밀도를 증가시키고 그리고/또는 매우 넓은 대역에 걸쳐 송신된 무선 에너지를 확산시키기 위해 비교적 고속일 수 있다. 펄스들이 충분히 짧으면, 대역폭은 초광대역(UWB)으로 분류될 수 있을 만큼 넓을 수 있다. 그 결과, 시스템(100)은 비면허 동작을 위해 전세계적으로 (지역적 변형들로) 이용가능한 22-27 GHz UWB 대역 및/또는 3-10 GHz UWB 대역에서 동작될 수 있다.
일 실시예에서, 디지털 펄스 시퀀스는 비교적 저전력 FPGA(Field-Programmable Gate Array)(504)와 같은 하나 이상의 디지털 회로들에 의해 생성된다. FPGA(504)는 디지털 또는 로직 시스템을 구현하기 위해 제조 후 고객 또는 설계자에 의해 구성되도록 설계된 집적 회로일 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, FPGA(504)는 펄스 코드 생성기(228) 및 상관기 디바이스(731)의 기능들을 수행하도록 구성될 수 있다. 펄스 시퀀스는 하나 이상의 회로들(508)에 의해 버퍼링 및/또는 컨디셔닝될 수 있으며, 이어서 프론트 엔드(500)의 송신 라디오(예를 들어, 프론트 엔드 송신기(208))에 직접 전달될 수 있다.
도 16은 도 12에 도시된 감지 조립체(102)의 프론트 엔드(200)의 일 실시예의 개략도이다. 감지 조립체(102)의 프론트 엔드(200)는 대안적으로 무선 프론트 엔드(500)(도 15에 도시됨) 또는 감지 조립체(102)의 "라디오"로 지칭될 수 있다. 일 실시예에서, 프론트 엔드(200)는 공통 주파수 기준 생성기(604)(도 16의 "VCO 칩")와 함께 직접 변환 송신기(600)(도 16의 "TX 칩") 및 수신기(602)(도 6의 "RX 칩")를 포함한다. 송신기(600)는 프론트 엔드 송신기(208)(도 12에 도시됨)를 포함하거나 표현할 수 있고, 수신기(602)는 프론트 엔드 수신기(218)(도 12에 도시됨)를 포함하거나 표현할 수 있다.
공통 주파수 기준 생성기(604)는 도 12에 도시된 발진기 디바이스(214)이거나 이를 포함할 수 있다. 공통 주파수 기준 생성기(604)는 발진 신호(216)로서 주파수 기준 신호를 생성하는 전압 제어 발진기(VCO)일 수 있다. 일 실시예에서, 기준 신호(216)의 주파수는 송신 신호(106)(도 11에 도시됨)의 지정되거나 원하는 캐리어 주파수의 절반이다. 대안적으로, 기준 신호(216)는 캐리어 주파수와 동일한 주파수, 캐리어 주파수의 정수 배수 또는 약수 등과 같은 다른 주파수일 수 있다.
일 실시예에서, 기준 생성기(604)는 캐리어 주파수의 주파수의 절반에서 정현파인 주파수 기준 신호(216)를 방출한다. 기준 신호는 동일하게 분할되어 송신기(600) 및 수신기(602)에 전달된다. 기준 생성기(604)는 입력 제어 전압에 따라 기준 신호(216)의 주파수를 변경할 수 있지만, 기준 생성기(604)는 고정된 제어 전압에서 작동되어 기준 생성기(604)가 고정 주파수 기준 신호(216)를 출력하게 할 수 있다. 이것은 송신기(600)와 수신기(602) 사이의 주파수 코히어런스가 자동으로 유지될 수 있기 때문에 허용가능하다. 또한, 이러한 배열은 감지 조립체(102)가 동작하는 정확도 및/또는 속도를 제한할 수 있는 위상 고정 루프(PLL) 또는 다른 제어 구조를 필요로 하지 않고 송신기(600)와 수신기(602) 사이의 코히어런스를 허용할 수 있다. 다른 실시예에서, PLL은 캐리어 주파수를 안정화하거나 그렇지 않으면 캐리어 주파수를 제어하는 것과 같은 다른 목적들을 위해 추가될 수 있다.
기준 신호(216)는 분할되어 송신기(600) 및 수신기(602)로 전송될 수 있다. 기준 신호(216)는 전술된 바와 같이 송신기(600) 및 수신기(602)를 구동한다. 송신기(600)는 송신 안테나(204)(도 12에 도시됨)를 구동시킬 수 있다(예를 들어, 도 11에 도시된 송신 신호(106)를 송신하도록 활성화시킴). 수신기(602)는 송신 안테나(204)와는 별개인 수신 안테나(206)(도 12에 도시됨)를 통해 리턴하는 에코 신호를 수신할 수 있다. 이는 송신기(600)와 수신기(602) 사이에 배치된 T/R(송신/수신) 스위치에 대한 필요성을 감소시킬 수 있다. 송신기(600)는 송신 신호(106)(도 11에 도시됨)를 송신하도록 송신 안테나(204)를 구동시키기 위해 타이밍 기준 신호(216)를 상향변환하고 RF 송신 신호(606)를 송신 안테나(204)를 통해 송신할 수 있다. 일 실시예에서, 송신기(600)의 출력은 감지 조립체(102)(도 11에 도시됨) 내의 하나 이상의 다른 주파수들보다 큰 주파수 또는 최대 주파수에 있을 수 있다. 예를 들어, 송신기(600)로부터의 송신 신호(606)는 캐리어 주파수에 있을 수 있다. 이러한 송신 신호(606)는 송신 신호(606)에 의해 초래되는 손실들을 최소화하거나 감소시키기 위해 송신 안테나(204)에 직접 공급될 수 있다.
일 실시예에서, 송신기(600)는 패턴 생성기(604) 및/또는 패턴 코드 생성기(228)(도 12에 도시됨)로부터 별개의 동위상(I) 및 직교위상(Q) 디지털 패턴들 또는 신호들을 취할 수 있다. 이것은 송신 신호(606)에서 증가된 유연성을 허용할 수 있고 그리고/또는 송신 신호들(106)의 송신 동안 또는 즉석에서 송신 신호(606)가 변경되게 허용할 수 있다.
전술된 바와 같이, 수신기(602)는 또한 기준 생성기(604)로부터 주파수 기준 신호(216)의 카피를 수신할 수 있다. 리턴 에코들(108)(도 11에 도시됨)은 수신 안테나(206)(도 12에 도시됨)에 의해 수신되고 에코 신호(224)로서 수신기(602)에 직접 공급될 수 있다. 이러한 배열은 에코 신호(224)가 수신기(602)에 진입하기 전에 에코 신호(224)가 최소 또는 비교적 작은 거리를 전파하기 때문에 최대 또는 증가된 가능한 입력 신호 대 잡음비(SNR)를 시스템에 제공할 수 있다. 예를 들어, 에코 신호(224)는 전파되지 않거나 그렇지 않으면 송신/수신(TX/RX) 스위치와 같은 스위치를 통과할 수 있다.
수신기(602)는 기저대역 신호(예를 들어, 도 12에 도시된 기저대역 에코 신호(226))를 생성하기 위해 캐리어 주파수에 중심을 둔 비교적 넓은 주파수 스펙트럼 블록을 하향변환할 수 있다. 이어서, 비행 시간(tF)을 추출하기 위해, 기저대역 신호는 상관기 디바이스(731)(도 12에 도시됨) 및/또는 하나 이상의 다른 컴포넌트들과 같은 감지 조립체(102)(도 11에 도시됨)의 기저대역 아날로그 섹션에 의해 프로세싱될 수 있다. 전술된 바와 같이, 이러한 수신된 에코 신호(224)는 TX 패턴 신호의 지연된 카피를 포함한다. 지연은 송신 신호(106) 및 대응하는 에코(108)의 왕복 비행 시간의 측정이고 그리고/또는 이를 표현할 수 있다.
주파수 기준 신호(216)는 서로에 대해 위상 시프트되는 I 및 Q 컴포넌트들과 같은 2개 이상의 개별적인 신호들을 포함 또는 구비할 수 있다. 위상 시프트된 신호들은 또한 송신기(600) 및 수신기(602)에 의해 내부적으로 생성될 수 있다. 예를 들어, 신호(216)는 2개 이상의 위상 시프트된 컴포넌트들(예를 들어, I 및 Q 컴포넌트들 또는 채널들)을 포함하도록 생성될 수 있거나, 또는 생성되고 2개 이상의 위상 시프트된 컴포넌트들을 포함하도록 추후에 수정될 수 있다.
일 실시예에서, 프론트 엔드(200)는 송신 신호(606)와 에코 신호(224) 사이에 비교적 높은 격리를 제공한다. 이러한 격리는 하나 이상의 방법들로 달성될 수 있다. 첫째, 송신 및 수신 컴포넌트들(예를 들어, 송신기(600) 및 수신기(602))은 물리적으로 별개의 칩들, 회로부 또는 다른 하드웨어에 배치될 수 있다. 둘째, 기준 생성기(604)는 피드-스루가 감소될 수 있도록 캐리어 주파수의 절반에서 동작할 수 있다. 셋째, 송신기(600) 및 수신기(602)는 또한 서로 물리적으로 격리된 전용(예를 들어, 별개의) 안테나들(204, 206)을 가질 수 있다. 이러한 격리는 그렇지 않으면 시스템(100)에 포함될 수 있는 TX/RX 스위치의 제거를 허용할 수 있다. TX/RX 스위치의 사용을 회피하는 것은 또한 송신 신호들(106)의 송신과 도 11에 도시된 에코들(108)의 수신 사이의 스위치-오버 시간을 제거할 수 있다. 스위치-오버 시간을 감소시키는 것은 시스템(100)이 비교적 가까운 타겟 물체들(104)까지의 거리들을 보다 정확하게 및/또는 정밀하게 측정할 수 있게 한다. 예를 들어, 이러한 스위치-오버 시간을 감소시키는 것은, 송신 신호들(106)이 에코들(108)로서 수신되기 전에 감지 조립체(102)가 도 11에 도시된 분리 거리(110)를 측정하기 위해 감지 조립체(102)와 타겟 물체(104) 사이에서 요구될 수 있는 임계 거리를 감소시킬 수 있다.
도 17은 도 11에 도시된 시스템(100)의 기저대역 프로세싱 시스템(232)의 일 실시예의 회로도이다. 일 실시예에서, 기저대역 프로세싱 시스템(232)은 감지 조립체(102)(도 11에 도시됨)에 포함되거나 시스템(100)과 분리되지만 시스템들(100, 232) 사이에서 하나 이상의 신호들을 통신하기 위해 시스템(100)과 동작가능하게 결합된다. 예를 들어, 기저대역 프로세싱 시스템(232)은 에코 신호(226)(예를 들어, 에코 신호(226A 및/또는 226B))를 수신하기 위해 프론트 엔드 수신기(218)(도 12에 도시됨)과 결합될 수 있다. 예를 들어, 시스템(232)의 적어도 일부는 도 17에 도시된 제어 및 프로세싱 유닛(CPU)(270)과 프론트 엔드 수신기(218) 사이에 배치될 수 있다. 기저대역 프로세싱 시스템(232)은 전술된 대략적 및/또는 미세 및/또는 초 미세 스테이지 결정들을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 시스템(100)(도 11에 도시됨)은 대략적 스테이지 결정에 후속하여 송신 신호(106)에 미세 송신 패턴(예를 들어, 미세 스테이지 결정을 위한 송신 패턴)을 포함한다. 예를 들어, 대략적 스테이지를 사용하고 에코 신호(226)에서 시간 지연(및/또는 비행 시간)을 계산하기 위해 제1 송신 신호(106)(또는 여러 송신 신호들(106) 중 하나 이상의 버스트들)에서 제1 송신 패턴을 송신한 후, 비행 시간의 미세 스테이지 결정을 위해 후속 제2 송신 신호(106)(또는 그 일부)에 제2 송신 패턴이 포함될 수 있다. 대략적 스테이지의 송신 패턴은 미세 스테이지의 송신 패턴과 동일할 수 있다. 대안적으로, 미세 스테이지의 송신 패턴은 예를 들어 송신 신호(106)의 펄스 시퀀스 패턴에 하나 이상의 상이한 파형들 또는 비트들을 포함함으로써 대략적 스테이지의 송신 패턴과는 상이할 수 있다.
기저대역 프로세싱 시스템(232)은 에코 신호(226)(예를 들어, 프론트 엔드 수신기(218)(도 11에 도시됨)로부터의 에코 신호(226A)의 I 컴포넌트 또는 채널 및/또는 에코 신호(226B)의 Q 컴포넌트 또는 채널)를 수신한다. 프론트 엔드 수신기(218)로부터 수신된 에코 신호(226)는 도 17에서 "I 또는 Q 기저대역 신호"로 지칭된다. 아래에 설명되는 바와 같이, 시스템(232)은 또한 패턴 코드 생성기(228)(도 12에 도시됨)로부터 수신 패턴 신호(728)(도 17에서 "I 또는 Q 미세 정렬 패턴")를 수신할 수 있다. 도 12 또는 도 17에 도시되지 않았지만, 패턴 코드 생성기(228) 및 시스템(232)은 서로 통신하기 위해 하나 이상의 전도성 경로들(예를 들어, 버스들, 와이어들, 케이블들 등)에 의해 결합될 수 있다. 시스템(232)은 출력 신호들(702A, 702B)을 제공할 수 있다(집합적으로 또는 개별적으로 출력 신호(702)로 지칭되고 도 17에서 "I 또는 Q 채널에 대한 디지털 에너지 추정들"로 도시됨). 일 실시예에서, 기저대역 프로세싱 시스템(232)은 아날로그 프로세싱 시스템이다. 다른 실시예에서, 기저대역 프로세싱 시스템(232)은 본질적으로 아날로그 및/또는 디지털인 신호들 및 컴포넌트들로 구성된 하이브리드 아날로그 및 디지털 시스템이다.
시스템(232)에 의해 수신되는 디지털화된 에코 신호(226)는 예를 들어, 변환 증폭기(704)(예를 들어, 전류를 전압 신호로 변환하는 것과 같이 기저대역 에코 신호(226)를 변환하는 증폭기)를 사용하여 신호들을 수정함으로써 기저대역 프로세싱 시스템(232)의 신호 컨디셔닝 컴포넌트들에 의해 컨디셔닝될 수 있다. 일 실시예에서, 변환 증폭기(704)는 트랜스-임피던스 증폭기, 또는 도 17의 "TIA"를 포함하거나 표현한다. 신호 컨디셔닝 컴포넌트들은 제2 증폭기(706)(예를 들어, 제한 증폭기 또는 도 17의 "Lim. Amp")를 포함할 수 있다. 변환 증폭기(704)는 차동 신호(708)를 생성하기 위해(또한 변환 증폭기(704) 및/또는 하나 이상의 다른 컴포넌트들에 의해 증폭 및/또는 버퍼링될 수 있음) 단일 종단(예를 들어, 비-차동) 신호일 수 있는 비교적 작은 입력 신호에 대해 동작할 수 있다. 이러한 차동 신호(708)는 여전히 비교적 진폭이 작을 수 있다. 이어서, 일 실시예에서, 차동 신호(708)는 차동 신호(708)의 이득을 증가시키는 제2 증폭기(706)에 전달된다. 대안적으로, 변환 증폭기(704)가 (예를 들어, 진폭 및/또는 에너지 측면에서) 충분히 큰 출력 차동 신호(710)를 생성하는 경우 제2 증폭기(706)는 시스템(232)에 포함되지 않을 수 있다. 제2 증폭기(706)는 비교적 큰 이득을 제공할 수 있고 포화된 출력들(710)을 견딜 수 있다. 차동 신호(708)의 비교적 매우 작은 입력 차이들이 더 큰 출력 신호(710)를 생성할 수 있도록 제2 증폭기(706)에 내부 포지티브 피드백이 있을 수 있다. 일 실시예에서, 제2 증폭기(706)는 수신된 차동 신호(708)의 진폭을 양자화하여 출력 신호(710)를 생성한다.
제2 증폭기(706)는 입력 차동 신호(708)의 부호 및 부호가 하나의 값으로부터 다른 값으로 변하는 시간들을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제2 증폭기(706)는 일 실시예에서 오직 하나의 비트 정밀도를 갖는 아날로그-디지털 변환기로서 동작할 수 있다. 대안적으로, 제2 증폭기(706)는 비교적 빠른 속도로 차동 신호(708)를 주기적으로 샘플링하는 고속 아날로그-디지털 변환기일 수 있다. 대안적으로, 제2 증폭기는 기저대역 신호(226)의 타이밍 정보를 보존하면서 진폭 양자화기로서 작동할 수 있다. 제2 증폭기(706)로서 제한 증폭기의 사용은 비교적 높은 이득 및 비교적 큰 입력 동적 범위를 제공할 수 있다. 그 결과, 제한 증폭기에 공급되는 비교적 작은 차동 신호들(708)은 건강한(예를 들어, 비교적 높은 진폭 및/또는 신호 대 잡음비) 출력 신호(710)를 초래할 수 있다. 추가적으로, 그렇지 않으면 다른 증폭기가 오버드라이브되는 결과를 초래할 수 있는 더 큰 차동 신호들(708)(예를 들어, 비교적 높은 진폭들 및/또는 에너지들을 가짐)은 대신에 제어된 출력 조건(예를 들어, 제한 증폭기의 제한 동작)을 초래한다. 제2 증폭기(706)는, 제2 증폭기(706)가 에러 또는 포화 상태에 들어 가지 않고 제2 증폭기(706)에 입력되는 차동 신호들(708)에 계속 응답할 수 있도록 비교적 빠른 복구 시간을 갖거나 복구 시간을 갖지 않을 수 있다. 입력 차동 신호(708)가 허용가능한 레벨(예를 들어, 더 낮은 진폭 및/또는 에너지)로 리턴할 때, 제2 증폭기(706)는 오버드라이브 상태(즉, 입력 차동 신호(708)에 의해 초래됨)로부터 복구를 위해 다른 증폭기들에 의해 요구되는 시간을 피할 수 있다. 제2 증폭기(706)는 이러한 복구 시간 동안 착신 입력 신호들의 손실을 회피할 수 있다.
(예를 들어, 제2 증폭기(706)로부터) 출력 차동 신호(710)를 수신하는 스위치 디바이스(712)(도 17의 "스위치")는 출력 차동 신호(710)가 어디로 전송되는지를 제어할 수 있다. 예를 들어, 스위치 디바이스(712)는 하나의 상태(예를 들어, 대략적 포착 또는 결정 상태)에서, 스위치 디바이스(712)가 출력 차동 신호(710)를 제1 경로(716)를 따라 디지타이저(730)로 그리고 이어서 상관기 디바이스(731)로 지향시키는 상태들 사이에서 교번할 수 있다. 디지타이저(730)는 수신된 신호를, 도 13b와 관련하여 전술된 디지털 에코 신호(740)와 같은 디지털 신호로 디지털화하는 프로세서, 제어기, 버퍼들, 디지털 게이트들, 지연 라인들, 샘플러들 등과 같은 하나 이상의 아날로그 또는 디지털 컴포넌트들을 포함한다. 제1 경로(716)는 전술된 바와 같이 비행 시간의 대략적 스테이지 결정을 제공하기 위해 사용된다. 일 실시예에서, 신호들(710)은 대략적 스테이지 결정을 위해 상관기 디바이스(731)에 도달하기 전에 다른 증폭기(714) 및/또는 하나 이상의 다른 컴포넌트들을 통과할 수 있다. 다른 상태에서, 스위치 디바이스(712)는 출력 차동 신호(710)를 상이한 제2 경로(718)를 따라 하나 이상의 다른 컴포넌트들(후술됨)로 지향시킨다. 제2 경로(718)는 예시된 실시예에서 비행 시간의 미세 스테이지 결정을 위해 사용된다.
스위치 디바이스(712)는 제1 경로(716)로부터 제2 경로(718)로 신호들(예를 들어, 출력 차동 신호(710))의 흐름 방향을 교번시킬 수 있다. 스위치 디바이스(712)의 제어는 제어 유닛(112)(도 11에 도시됨)에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛(112)은 신호들이 스위치 디바이스(712)를 통과한 후 어디로 흐르는지를 제어하기 위해 제어 신호들을 스위치 디바이스(712)에 통신할 수 있다.
스위치 디바이스(712)에 의해 수신된 출력 차동 신호들(710)은 제2 경로(718)에서 비교 디바이스(720)로 통신될 수 있다. 대안적으로, 스위치 디바이스(712)(또는 다른 컴포넌트)는 차동 신호들(710)을 비교 디바이스(720)에 입력되는 단일 종단 신호로 변환할 수 있다. 비교 디바이스(720)는 또한 패턴 생성기(228)(도 12에 도시됨)로부터 수신 패턴 신호(728)를 수신한다. 수신 패턴 신호(728)는 도 17에서 "I 또는 Q 미세 정렬 패턴"으로 지칭된다. 수신 패턴 신호(728)는 시스템(232)에 의해 분석되는 에코 신호(226)를 생성하기 위해 사용되는 송신 신호(106)에서 송신되는 동일한 송신 패턴의 카피를 포함할 수 있다. 대안적으로, 수신 패턴 신호(728)는 시스템(232)에 의해 분석되는 에코 신호(226)를 생성하기 위해 사용되는 송신 신호(106)에서 송신되는 송신 신호와는 상이할 수 있다.
비교 디바이스(720)는 에코 신호(226)와 수신 패턴 신호(728) 사이의 차이를 식별하기 위해 스위치 디바이스(712)로부터 수신된 신호들을 수신 패턴 신호(728)와 비교한다.
일 실시예에서, 수신 패턴 신호(728)는 대략적 스테이지 결정에 의해 식별된 시간 지연(예를 들어, 비행 시간)에 의해 지연되는 패턴을 포함한다. 이어서, 비교 디바이스(720)는 시간 지연 패턴 신호(728)와 에코 신호(226) 사이의 중첩들 또는 미스매치들을 식별하기 위해 패턴 신호(728)의 이러한 시간 지연 패턴을 에코 신호(226)(예를 들어, 증폭기들(704, 710)에 의해 수정됨)와 비교할 수 있다.
일 실시예에서, 비교 디바이스(720)는 비교적 고속 XOR 게이트로서 작동하는 제한 증폭기를 포함하거나 표현할 수 있다. "XOR 게이트"는, 2개의 신호들을 수신하고 2개의 신호들이 상이할 때 제1 출력 신호(예를 들어, "하이" 신호)를 그리고 2개의 신호들이 상이하지 않을 때 제2 출력 신호(예를 들어, "로우" 신호) 또는 신호 없음을 생성하는 디바이스를 포함한다.
다른 실시예에서, 시스템은 대략적 기저대역 프로세싱 회로들(716) 또는 미세 기저대역 프로세싱 회로들(718)만을 포함할 수 있다. 이 경우, 스위치(712)가 또한 제거될 수 있다. 예를 들어, 이는 전체 시스템의 비용 또는 복잡성을 감소시키기 위한 것일 수 있다. 다른 예로서, 시스템은 미세 정확도를 필요로 하지 않을 수 있으며 대략적 섹션(716)의 신속한 응답이 바람직하다. 대략적, 미세 및 초 미세 스테이지들은 다양한 성능 메트릭들의 균형을 맞추기 위해 상이한 시간들에 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 지능형 제어는 운영자에 의해 수동으로 제공되거나 유형적 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예를 들어, 컴퓨터 메모리) 상에 저장된 명령들(예를 들어, 소프트웨어 모듈들 또는 프로그램들)의 하나 이상의 세트들에 기초하여 조립체(102)를 자율적으로 제어하는 프로세서 또는 제어기(예를 들어, 제어 유닛(112)에 의해 자동으로 생성될 수 있다. 지능형 제어는 어느 스테이지들이 사용되는지 및/또는 언제 하나 이상의 다른 스테이지들로부터의 피드백에 기초하는지 사이에서 수동으로 또는 자동으로 스위칭할 수 있다. 예를 들어, 대략적 스테이지(예를 들어, 추정된 비행 시간 또는 분리 거리)로부터의 결정에 기초하여, 감지 조립체(102)는 비행 시간 또는 분리 거리를 추가로 개선하기 위해 그리고/또는 타겟 물체(104)의 이동을 모니터링하기 위해 미세 및/또는 초 미세 스테이지로 수동으로 또는 자동으로 스위칭할 수 있다.
계속해서 도 17을 참조하면, 도 18은 일 실시예에서 비교 디바이스(720)가 기저대역 에코 신호(226)의 일부(800)를 시간 지연 패턴 신호(728)의 일부(802)와 비교하는 방법의 일례의 개략도이다. 패턴 신호(728) 및 에코 신호(226)의 부분들(800, 802)만이 도시되었지만, 비교 디바이스(720)는 에코 신호(226)의 더 많은 부분 또는 전부를 패턴 신호(728)와 비교할 수 있다. 에코 신호(226)의 부분(800) 및 패턴 신호(728)의 부분(802)은 서로 위에 그리고 시간을 표현하는 수평 축(804) 위에 배치되는 것으로 도시되어 있다. 출력 신호(806)는 비교 디바이스(720)로부터 출력되는 신호를 표현한다. 출력 신호(806)는 에코 신호(226)의 부분(800)과 패턴 신호(728)의 부분(802) 사이의 차이들(예를 들어, 시간 랙, 중첩의 양, 또는 다른 측정)을 표현한다. 비교 디바이스(720)는 단일 종단 출력 신호(806) 또는 차동 신호를 출력 신호(806)(도 18에 도시된 바와 같이 컴포넌트들(806A 및 806B)을 가짐)로서 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 비교 디바이스(720)는 에코 신호(226)의 부분(800)과 시간 지연 패턴 신호(728)의 부분(802) 사이의 차이들에 기초하여 출력 신호(806)를 생성한다. 예를 들어, 부분들(800, 802) 두 모두의 크기 또는 진폭이 "하이"(예를 들어, 포지티브 값을 가짐)일 때 또는 부분들(800, 802) 두 모두의 크기 또는 진폭이 "로우"(예를 들어, 0 또는 네거티브 값을 가짐)일 때, 비교 디바이스(720)는 제1 값을 갖도록 출력 신호(806)를 생성할 수 있다. 예시된 예에서, 이러한 제1 값은 0이다. 부분들(800, 802) 둘 모두의 크기 또는 진폭이 상이할 때(예를 들어, 하나는 하이 값을 갖고 다른 하나는 0 또는 로우 값을 가짐), 비교 디바이스(720)는 하이 값과 같이 제2 값을 갖는 출력 신호(806)를 생성할 수 있다.
도 18의 예에서, 에코 신호(226)의 부분(800) 및 패턴 신호(728)의 부분(802)은 기간들(808, 810)을 제외하고는 동일하거나 유사한 값을 갖는다. 이러한 시간 기간들(808, 810) 동안, 비교 디바이스(720)는 "하이" 값을 갖도록 출력 신호(806)를 생성한다. 이들 시간 기간들(808, 810) 각각은 부분들(800, 802) 사이의 시간 랙 또는 지연을 표현할 수 있다. 다른 시간 기간들 동안, 비교 디바이스(720)는 도 18에 도시된 바와 같이 "로우" 또는 0 값과 같은 다른 값을 갖도록 출력 신호(806)를 생성한다. 에코 신호(226) 및 패턴 신호(728)의 다른 부분들에 대해 유사한 출력 신호들(806)이 생성될 수 있다.
도 19는 비교 디바이스(720)가 기저대역 에코 신호(226)의 일부(900)를 패턴 신호(728)의 일부(902)와 비교하는 방법의 다른 예를 예시한다. 부분들(900, 902)은 시간 기간들(904, 906)을 제외하고는 동일하거나 유사한 값들을 갖는다. 이러한 시간 기간들(904, 906) 동안, 비교 디바이스(720)는 "하이" 값을 갖도록 출력 신호(806)를 생성한다. 다른 시간 기간들 동안, 비교 디바이스(720)는 "로우" 또는 0 값과 같은 다른 값을 갖도록 출력 신호(806)를 생성한다. 전술된 바와 같이, 비교 디바이스(720)는 기저대역 신호(226)의 추가적인 부분들을 패턴 신호(728)와 비교하여, 출력 신호(806)에서 추가적인 부분들 또는 파형들을 생성할 수 있다.
도 20은 비교 디바이스(720)가 기저대역 에코 신호(226)의 일부(1000)를 패턴 신호(230)의 일부(1002)와 비교하는 방법의 다른 예를 예시한다. 부분들(1000, 1002)은 도 20에 도시된 시간에 걸쳐 동일하거나 유사한 값들을 갖는다. 그 결과, 비교 디바이스(720)에 의해 생성되는 출력 신호(806)는 부분들(1000, 1002)에서의 차이들을 표현하는 임의의 "하이" 값들을 포함하지 않는다. 전술된 바와 같이, 비교 디바이스(720)는 기저대역 신호(226)의 추가적인 부분들을 패턴 신호(728)와 비교하여, 출력 신호(806)에서 추가적인 부분들 또는 파형들을 생성할 수 있다. 도 8, 도 9 및 도 10에 도시된 출력 신호들(806)은 단지 예들로서 제공되며 본 명세서에 개시된 모든 실시예들에 대한 제한들로 의도되지 않는다.
비교 디바이스(720)에 의해 생성된 출력 신호(806)는 대략적 스테이지 결정에 의해 측정된 비행 시간 또는 시간 지연에 의해 지연되는 패턴 신호(728)와 기저대역 에코 신호(226) 사이의 시간적 오정렬을 표현한다. 시간적 오정렬은 분리 거리(110)(도 11에 도시됨)를 결정하기 위해 에코들(108)(도 11에 도시됨) 및 송신 신호들(106)(도 11에 도시됨)의 비행 시간의 (예를 들어, 그에 추가될) 추가적인 부분일 수 있다.
기저대역 신호(226)와 패턴 신호(728) 사이의 시간적 오정렬은 시간 랙으로 지칭될 수 있다. 시간 랙은 시간 기간들(808, 810, 904, 906)로 표현될 수 있다. 예를 들어, 도 18의 데이터 스트림(226)의 시간 랙은, 기저대역 신호(226)의 부분(802)이 패턴 신호(728)의 부분(800) 뒤에서 따르는(예를 들어, 랙) 시간 또는 시간 기간(808 또는 810)에 의해 포함되는 시간일 수 있다. 유사하게, 기저대역 신호(226)의 부분(902)의 시간 랙은 시간 기간(904 또는 906)일 수 있다. 도 20에 도시된 예와 관련하여, 기저대역 신호의 부분(1000)은 패턴 신호(728)의 부분(1002)보다 뒤쳐지지 않는다. 전술된 바와 같이, 기저대역 신호(226)의 더 많은 부분을 시간 지연 패턴 신호(728)와 비교함으로써 여러 시간 랙들이 측정될 수 있다.
기저대역 신호(226)와 시간 지연 패턴 신호 사이의 시간적 오정렬을 측정하기 위해, 출력 신호들(806)은 변환 디바이스(720)로부터 하나 이상의 필터들(722)에 통신될 수 있다. 일 실시예에서, 필터들(722)은 저역 통과 필터들이다. 필터들(722)은 출력 신호들(806)의 에너지에 비례하는 에너지 신호들(724)을 생성한다. 출력 신호들(806)의 에너지는 출력 신호들(806)에서 파형들(812, 910)의 크기(예를 들어, 폭)로 표현된다. 기저대역 신호(226)와 패턴 신호(728) 사이의 시간적 오정렬이 증가함에 따라, 파형들(812, 910)의 크기(및 에너지)가 증가한다. 그 결과, 에너지 신호들(724)에 의해 전달되거나 통신되는 진폭 및/또는 에너지가 증가한다. 반대로, 기저대역 신호(226)와 시간 지연 패턴 신호(728) 사이의 시간적 오정렬이 감소함에 따라, 파형들(812, 910)의 크기 및/또는 진폭 및/또는 에너지가 또한 감소한다. 그 결과, 에너지 신호들(724)에 의해 전달되거나 통신되는 에너지가 감소한다.
다른 예로서, 상기 시스템은, 기저대역 신호(226) 및 시간 지연 패턴 신호(728)가 동일할 때 "하이" 신호들을 그리고 이들이 상이할 때 "로우"를 생성하는 XNOR 비교 디바이스에서와 같이 반대 극성을 사용하여 구현될 수 있다. 이 예에서, 기저대역 신호(226)와 패턴 신호(728) 사이의 시간적 오정렬이 증가함에 따라, 파형들(812, 910)의 크기(및 에너지)가 감소한다. 그 결과, 에너지 신호들(724)에 의해 전달되거나 통신되는 진폭 및/또는 에너지가 감소한다. 반대로, 기저대역 신호(226)와 시간 지연 패턴 신호(728) 사이의 시간적 오정렬이 감소함에 따라, 파형들(812, 910)의 크기, 진폭 및/또는 에너지가 또한 증가한다. 그 결과, 에너지 신호들(724)에 의해 전달되거나 통신되는 에너지가 증가한다.
에너지 신호들(724)은 측정 디바이스들(726)(도 17의 "ADC")에 통신될 수 있다. 측정 디바이스들(726)은 에너지 신호들(724)의 에너지들을 측정할 수 있다. 이어서, 측정된 에너지들은 기저대역 신호(226)와 시간 지연 패턴 신호(728) 사이의 시간적 오정렬에 의해 표현되는 비행 시간의 추가적인 부분을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 측정 디바이스(726)는 에너지 신호들(724)의 에너지들을 측정하기 위해 에너지 신호들(724)의 에너지 및/또는 진폭을 주기적으로 샘플링한다. 예를 들어, 측정 디바이스들(726)은 에코 신호(226)와 패턴 신호(728) 사이의 정렬(또는 오정렬)을 측정하거나 추정하기 위해 에너지 신호들(724)의 진폭 및/또는 에너지를 샘플링하는 아날로그-디지털 변환기들(ADC)을 포함하거나 표현할 수 있다. 샘플링된 에너지들은 측정 디바이스들(726)에 의해 출력 신호(702)로서 제어 유닛(112) 또는 다른 출력 디바이스 또는 컴포넌트에 통신될 수 있다(도 17에서 "I 또는 Q 채널에 대한 디지털 에너지 추정들"로 도시됨).
제어 유닛(112)(또는 출력 신호(710)을 수신하는 다른 컴포넌트)은 에너지 신호들(724)의 측정된 에너지를 검사하고 기저대역 신호(226)와 시간 지연 패턴 신호(728) 사이의 시간적 오정렬에 의해 표현되는 비행 시간의 추가적인 부분을 계산할 수 있다. 제어 유닛(112)은 또한 시간적 오정렬과 연관된 분리 거리(110)의 추가적인 부분을 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 유닛(112)은 측정된 에너지를 하나 이상의 에너지 임계치들과 비교한다. 상이한 에너지 임계치들은 상이한 양들의 시간적 오정렬과 연관될 수 있다. 비교에 기초하여, 시간적 오정렬이 식별되고 전술된 대략적 스테이지 결정을 사용하여 계산된 비행 시간에 추가될 수 있다. 이어서, 분리 거리(110)는 비행 시간의 대략적 스테이지 결정 및 미세 스테이지 결정으로부터 비행 시간의 추가적인 부분의 조합에 기초하여 계산될 수 있다.
도 21은 일례에 따른 제어 유닛(112) 또는 다른 컴포넌트 또는 디바이스(도 12에 도시됨)에 의해 사용되는 에너지 임계치들 및 측정 디바이스들(726)에 제공되는 출력 신호들(724)의 예들을 예시한다. 출력 신호들(702)은 시간을 표현하는 수평 축(1102) 및 에너지를 표현하는 수직 축(1104)과 나란히 도시된다. 여러 에너지 임계치들(1106)이 수평 축(1102) 위에 도시되어 있다. 8개의 출력 신호들(724A-H) 및 8개의 에너지 임계치들(1106A-H)이 도시되어 있지만, 대안적으로, 상이한 수의 출력 신호들(724) 및/또는 에너지 임계치들(1106)이 사용될 수 있다.
측정 디바이스들(726)은 에너지 데이터 출력 신호들(702)을 생성하기 위해 에너지 신호들(724)을 디지털화할 수 있다. 출력 신호들(702)이 CPU(270)에 의해 측정 디바이스들(726)(도 17에 도시됨)로부터 수신될 때, 출력 신호들(706)은, 에너지 임계치들(1106) 중 어느 것이(존재하는 경우) 출력 신호들(702)에 의해 초과되는지를 결정하기 위해 에너지 임계치들(1106)과 비교될 수 있다. 예를 들어, 출력 신호(702A)와 연관된 에너지들보다 적은 에너지(예를 들어, 더 낮은 크기)를 갖는 출력 신호들(702)은 임계치들(1106) 중 어느 것도 초과하지 않을 수 있는 반면, 출력 신호(702A)는 임계치(1106A)에 접근하거나 도달한다. 출력 신호(702B)는 임계치(1106A)를 초과하지만 임계치(1106B)를 초과하지 않는 것으로 결정된다. 도 21에 도시된 바와 같이, 다른 출력 신호들(702)은 다른 임계치들(1106)을 초과하지 않으면서 일부 임계치들(1106)을 초과할 수 있다.
일 실시예에서 상이한 에너지 임계치들(1106)은 에코 신호(226)와 시간 지연 패턴 신호(728) 사이의 상이한 시간적 오정렬들과 연관된다. 예를 들어, 에너지 임계치(1106A)는 100 피코초의 시간적 오정렬을 표현할 수 있고, 에너지 임계치(1106B)는 150 피코초의 시간적 오정렬을 표현할 수 있고, 에너지 임계치(1106C)는 200 피코초의 시간적 오정렬을 표현할 수 있고, 에너지 임계치(1106D)는 250 피코초의 시간적 오정렬을 표현할 수 있는 등등이다. 예를 들어, 724B는 도 8에 도시된 상황의 결과일 수 있고 724E는 도 19의 상황의 결과일 수 있다.
출력 신호(702)의 측정된 에너지는 측정된 에너지가 임계치들(1106) 중 하나 이상을 초과하는지 여부를 결정하기 위해 임계치들(1106)과 비교될 수 있다. 출력 신호(702)의 에너지에 의해 접근 또는 도달 또는 표현되는 최대 임계치(1106)와 연관된 시간적 오정렬은 에코 신호(226)와 시간 지연 패턴 신호(728) 사이의 시간적 오정렬로서 식별될 수 있다. 일 실시예에서, 임계치(1106A)보다 작은 에너지들을 갖거나 표현하는 출력 신호들(702)에 대해 어떠한 시간적 정렬도 식별되지 않을 수 있다.
에너지 임계치들(1106)은, 감지 조립체(102)(도 11에 도시됨)로부터 공지된 분리 거리(110)(도 11에 도시됨)에 타겟 물체들(104)(도 11에 도시됨)을 포지셔닝하고 출력 신호들(702)에 의해 표현 또는 도달 또는 접근되는 에너지의 레벨들을 관찰함으로써 확립될 수 있다.
비행 시간의 미세 스테이지 결정을 수행하는 것에 추가로 또는 대안으로서, 초 미세 스테이지는 비행 시간 측정을 개선하고(예를 들어, 그 분해능을 증가시키고), 이동을 추적하고 그리고/또는 타겟 물체(104)(도 11에 도시됨)의 이동을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 초 미세 스테이지는 미세 스테이지 결정으로서 동일하거나 상이한 에코 신호들(226)의 상이한 컴포넌트들 또는 채널들을 비교하는 것을 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 대략적 스테이지 결정은 전술된 바와 같이 하나 이상의 송신 신호들(106)의 제1 세트 또는 버스트의 송신으로부터 수신된 에코들(108)에 기초한 에코 신호들(226)로부터의 비행 시간을 측정할 수 있다. 미세 단계 결정은 하나 이상의 송신 신호들(106)의 후속 제2 세트 또는 버스트(송신 신호들(106)의 제1 세트 또는 버스트로서 동일하거나 상이한 송신 패턴을 사용할 수 있음)의 송신으로부터 수신된 에코들(108)에 기초하는 에코 신호들(226) 사이의 시간적 오정렬 또는 중첩의 양을 측정할 수 있다. 미세 스테이지 결정은 전술된 바와 같이 대략적 스테이지에 의해 측정된 비행 시간에 의해 시간 지연되는 수신 패턴 신호(대략적 스테이지 결정에 의해 사용되는 것과 동일하거나 상이한 수신 패턴일 수 있음)와 송신 신호들(106)의 제2 세트 또는 버스트로부터의 에코 신호들(226) 사이의 시간적 오정렬을 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 미세 스테이지 결정은 에코 신호들(226)의 I 및/또는 Q 컴포넌트 또는 채널을 검사한다. 초 미세 스테이지 결정은, 미세 스테이지 결정과 동일한 송신 신호들(106)의 제2 세트 또는 버스트로부터 또는 송신 신호들(106)의 후속 제3 세트 또는 버스트로부터 에코 신호들(226)의 시간적 오정렬을 측정할 수 있다. 초 미세 스테이지 결정은 대략적 스테이지에 의해 측정된 비행 시간에 의해 시간 지연되는 수신 패턴 신호(미세 스테이지 결정에 의해 사용되는 것과 동일하거나 상이한 수신 패턴 신호임)와 에코 신호들(226) 사이의 시간적 오정렬을 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 초 미세 스테이지는 에코 신호들(226)의 I 및/또는 Q 컴포넌트 또는 채널의 시간적 오정렬을 측정하는 반면, 미세 스테이지는 동일하거나 상이한 에코 신호들(226)의 Q 및/또는 I 컴포넌트 또는 채널의 시간적 오정렬을 측정한다. I 컴포넌트의 시간적 오정렬은 출력 신호들(702)(전술된 바와 같음)로서 제어 유닛(112)(또는 다른 컴포넌트 또는 디바이스)에 통신될 수 있는 반면 Q 컴포넌트의 시간적 오정렬은 출력 신호들(1228)로서 제어 유닛(112)(또는 다른 컴포넌트 또는 디바이스)에 통신될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 타겟의 모션 또는 분리 거리를 계산하기 위해 I 채널 및 Q 채널 내의 파형들의 시간 랙이 검사되어 에코들의 위상들을 해결할 수 있다.
전술된 바와 같이, 초 미세 스테이지 결정은 대안적으로 또는 추가적으로 대략적 스테이지 결정과 유사한 프로세스를 수반할 수 있다. 예를 들어, 대략적 스테이지 결정은, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 데이터 스트림의 상이한 서브세트들의 상관 값들을 결정하고 그러한 상관 값들로부터 관심 서브세트 및 대응하는 비행 시간을 결정하기 위해 수신 패턴의 I 채널 및 데이터 스트림을 검사할 수 있다. 초 미세 스테이지 결정은, 데이터 스트림의 상이한 서브세트들의 상관 값들을 결정하고 그러한 상관 값들로부터 관심 서브세트 및 비행 시간을 결정하기 위해 수신 패턴의 Q 채널 및 데이터 스트림을 사용할 수 있다. 타겟까지의 분리 거리 및/또는 비행 시간을 계산하기 위해 I 채널 및 Q 채널로부터의 비행 시간들이 조합될 수 있다(예를 들어, 평균화됨). 초 미세 스테이지 결정에 의해 계산된 상관 값들은 타겟까지의 분리 거리 및/또는 비행 시간을 결정하기 위해 대략적 스테이지 및/또는 미세 스테이지로부터의 시간 지연들에 추가될 수 있는 추가적인 시간 지연을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 타겟의 모션 또는 분리 거리를 계산하기 위해 I 채널 및 Q 채널 내의 파형들의 상관 값들이 검사되어 에코들의 위상들을 해결할 수 있다.
도 22는 도 11에 도시된 시스템(100)의 기저대역 프로세싱 시스템(1200)의 다른 실시예의 회로도이다. 일 실시예에서, 기저대역 프로세싱 시스템(1200)은 기저대역 프로세싱 시스템(232)(도 17에 도시됨)과 유사하다. 예를 들어, 기저대역 프로세싱 시스템(1200)은 감지 조립체(102)의 프론트 엔드 수신기(218), 패턴 코드 생성기(228) 및/또는 기저대역 프로세서(232)와 결합됨으로써 감지 조립체(102)(도 11에 도시됨)에 포함될 수 있다. 기저대역 프로세싱 시스템(1200)은 기저대역 에코 신호(226)의 I 및 Q 컴포넌트들 및 패턴 신호가 프로세싱 및 분석을 위해 통과할 수 있는 2개 이상의 병렬 경로들(1202, 1204)을 포함한다. 예를 들어, 제1 경로(1202)는 에코 신호(224) 및 기저대역 에코 신호(226)의 I 컴포넌트들을 프로세싱 및 분석할 수 있고, 제2 경로(1204)는 에코 신호(224) 및 기저대역 에코 신호(226)의 Q 컴포넌트들을 프로세싱 및 분석할 수 있다. 예시된 실시예에서, 경로들(1202, 1204) 각각은 전술된 기저대역 프로세싱 시스템(232)을 포함한다. 대안적으로, 경로들(1202, 1204) 중 하나 이상은 신호들을 프로세싱 및/또는 분석하기 위한 하나 이상의 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 단일 경로(1202 또는 1204)만이 기저대역 에코 신호(224) 및/또는 기저대역 에코 신호(226)의 다수의 상이한 컴포넌트들을 프로세싱 및/또는 분석할 수 있다. 예를 들어, 경로(1202)는 제1 시간 기간 동안 신호(224 및/또는 226)의 I 컴포넌트를 검사하고, 이어서 상이한(예를 들어, 후속 또는 이전) 제2 시간 기간 동안 신호(224 및/또는 226)의 Q 컴포넌트를 검사할 수 있다.
동작 시에, 에코 신호(224)는 프론트 엔드 수신기(218)에 의해 수신되고 별개의 I 및 Q 신호들(1206, 1208)(또한 본 명세서에서 I 및 Q 채널들로 지칭됨)로 분리된다. 각각의 개별 I 및 Q 신호(1206, 1208)는 에코 신호(224)의 대응하는 I 또는 Q 컴포넌트를 포함하고, 도 17에 도시된 기저대역 프로세싱 시스템(232)과 관련하여 위에서 설명된 신호들과 유사하게 프로세싱 및 분석될 수 있다. 예를 들어, I 신호(1206) 및 Q 신호(1208) 각각은 차동 신호(예를 들어, 도 17에 도시된 신호(708)와 유사함)를 다른 증폭기(1212)(예를 들어, 도 17에 도시된 증폭기(706)와 유사함)에 출력하기 위해 각각의 경로(1202, 1204)에서 변환 증폭기(1210)(변환 증폭기(704)와 유사함)에 의해 수신 및/또는 증폭될 수 있다. 증폭기(1212)는 스위치 디바이스들(1214)에 제공되는 증가된 이득(예를 들어, 도 17에 도시된 신호들(710)과 유사함)을 갖는 신호들을 생성할 수 있다. 스위치 디바이스들(1214)은 스위치 디바이스(712)(도 17에 도시됨)와 유사할 수 있고, 증폭기들(1212)로부터의 신호들을 증폭기들(1216)(도 17에 도시된 증폭기(714)와 유사할 수 있음)에 그리고/또는 전술된 바와 같이, 비행 시간의 대략적 스테이지 식별을 위해 상관기 디바이스(232)에 통신할 수 있다.
스위치 디바이스(712)(도 17에 도시됨)와 관련하여 전술된 바와 유사하게, 스위치 디바이스들(1214)은 증폭기들(1212)로부터의 신호들을 비교 디바이스들(1218)(도 17에 도시된 비교 디바이스(720)와 유사할 수 있음), 필터들(1220)(도 17에 도시된 필터들(722)과 유사할 수 있음), 및 측정 디바이스들(1222)(도 17에 도시된 측정 디바이스들(726)과 유사할 수 있음)에 지향시킬 수 있다. 비교 디바이스들(1218)은 각각 패턴 코드 생성기(228)로부터 수신 패턴 신호의 상이한 컴포넌트들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 경로(1202)의 비교 디바이스(1218)는 미세 스테이지에 대한 수신 패턴 신호의 I 컴포넌트(1224)를 수신할 수 있고, 제2 경로(1202)의 비교 디바이스(1218)는 초 미세 스테이지에 대한 수신 패턴 신호의 Q 컴포넌트(1226)를 수신할 수 있다. 비교 디바이스(1218)는 전술된 바와 유사하게, 수신 패턴 신호의 I 또는 Q 컴포넌트들(1224, 1226)과 에코 신호(226)의 I 또는 Q 컴포넌트들 사이의 시간적 오정렬들을 표현하는 출력 신호를 생성한다. 예를 들어, 제1 경로(1202)의 비교 디바이스(1218)는 기저대역 에코 신호(226)의 I 컴포넌트와 시간 지연 수신 패턴 신호(728)의 I 컴포넌트 사이의 시간적 오정렬을 표현하는(예를 들어, 그에 비례하는) 에너지를 갖는 신호를 출력할 수 있다. 제2 경로(1204)의 비교 디바이스(1218)는 기저대역 에코 신호(226)의 Q 컴포넌트와 시간 지연 패턴 신호(728)의 Q 컴포넌트 사이의 시간적 오정렬을 표현하는 에너지를 갖는 다른 신호를 출력할 수 있다. 대안적으로, 도 17에 도시된 바와 같이, I 및 Q 동작 사이에 공유될 수 있는 단일 경로(700)가 있을 수 있다. 이것은 기저대역 에코 신호(226A 및 226B)의 I 및 Q 컴포넌트들 사이에서 교대로 제공 또는 스위칭함으로써 달성될 수 있다.
전술된 바와 같이, 비교 디바이스들(1218)로부터 출력된 신호들의 에너지들은 필터들(1220)를 통과하고, 에코 신호(226) 및 수신 패턴 신호의 I 및 Q 컴포넌트들과 연관된 시간적 오정렬들 각각을 결정하기 위해 측정 디바이스들(1222)에 의해 측정될 수 있다. 이러한 시간적 오정렬들은 함께 추가되고 대략적 스테이지 결정에 의해 결정된 비행 시간에 추가될 수 있다. 대략적 스테이지 결정으로부터의 비행 시간과 시간적 오정렬들의 합은 전술된 바와 같이 분리 거리(110)(도 11에 도시됨)를 계산하기 위해 기저대역 프로세서(232)에 의해 사용될 수 있다. 에코 신호의 I 및 Q 컴포넌트들 및 시간 지연 수신 패턴 신호가 서로 대략 90도만큼 위상 시프트되기 때문에, I 및 Q 컴포넌트들을 별개로 검사하는 것은 아래의 수식 2에 따라 리턴 신호(108)의 캐리어 위상의 계산을 허용하고, 송신 신호들(106) 및 에코들(108)의 캐리어 신호의 파장의 1/8 또는 더 양호한(더 작은) 정도의 분해능을 제공할 수 있다. 대안적으로 90도 이외의 양만큼 분리된 3개 이상의 컴포넌트들이 있을 수 있다.
일 실시예에서, 전술된 초 미세 스테이지 결정은 분리 거리(110)(도 11에 도시됨)를 변경하는 비교적 작은 이동들을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 초 미세 스테이지는 기저대역 에코 신호(226)에서 관심 서브세트와 연관된 분리 거리(110)의 일부 내에서 비교적 작은 이동들을 식별하기 위해 사용될 수 있다.
도 23은 일 실시예에 따른 기저대역 에코 신호(226)의 I 및 Q 컴포넌트들의 투영들을 예시한다. 초 미세 스테이지 결정은 기저대역 에코 신호(226)의 I 및 Q 컴포넌트들의 특성을 벡터 상에 투영하는 기저대역 프로세서(232)(도 12에 도시됨)를 포함할 수 있다. 도 23에 도시된 바와 같이, 벡터(1300)는 수평 축(1302) 및 수직 축(1304)과 나란히 도시된다. 데이터 신호들(234, 702, 1228, 260) 또는 다른 것들 또는 신호들 중 일부 또는 전부의 조합의 검사에 의한 백엔드(202) 또는 제어 유닛(112) 또는 다른 프로세싱 또는 계산 디바이스들은 수평 축(1302)을 따른 에코 신호의 I 컴포넌트(1320)의 특성(예를 들어, 진폭)의 투영 및 수직 축(1304)을 따른 에코 신호의 Q 컴포넌트(1321)의 특성(예를 들어, 진폭)의 투영으로서 벡터(1300)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 벡터(1300)는 에코 신호의 I 컴포넌트의 진폭을 표현하는 양만큼 수평 축(1302)을 따른 위치 및 에코 신호의 Q 컴포넌트의 진폭을 표현하는 양만큼 수직 축(1304)을 따른 위치로 확장될 수 있다. 이어서, 캐리어의 위상은 다음과 같이 계산될 수 있고:
여기서 φ는 위상을 나타내고 I는 I 투영(1320)이고 Q는 Q 투영(1321)이다. 캐리어 위상 또는 캐리어 위상의 변화는 다음 수식을 통해 거리 또는 거리 변화를 계산하기 위해 사용될 수 있고:
여기서, λ는 캐리어 주파수의 파장이고 φ는 상기 수식 2로부터 계산된 각도들로 표현된 위상이다.
이어서, 기저대역 프로세서(232)(도 12에 도시됨)는 추가적인 송신 신호(106)(도 11에 도시됨)로부터 수신된 에코(108)(도 11에 도시됨)에 기초하여 추가적인 벡터들(1306, 1308)을 결정할 수 있다. 벡터(1300)에서 벡터(1306) 또는 벡터(1308)로의 변화에 기초하여, 기저대역 프로세서(232)는 관심 서브세트와 연관된 분리 거리(110)(도 11에 도시됨)의 일부 내에서 타겟 물체(104)(도 11에 도시됨)의 이동을 식별할 수 있다. 예를 들어, 벡터(1306)의 위치를 향한 반시계 방향(1310)에서 벡터(1300)의 회전은 도 11에 도시된 감지 조립체(102)를 향한 타겟 물체(104)의 이동(또는 타겟 물체(104)를 향한 감지 조립체(102)의 이동)을 표현할 수 있다. 벡터(1308)의 위치를 향한 시계 방향(1312)에서 벡터(1300)의 회전은 감지 조립체(102)로부터 멀어지는 타겟 물체(104)의 이동(또는 타겟 물체(104)를 향한 감지 조립체(102)의 이동)을 표현할 수 있다. 대안적으로, 반시계 방향(1310)으로의 벡터(1300)의 이동은 감지 조립체(102)로부터 멀어지는 타겟 물체(104)의 이동(또는 타겟 물체(104)를 향한 감지 조립체(102)의 이동)을 표현할 수 있는 한편, 시계 방향(1312)으로의 벡터(1300)의 이동은 도 11에 도시된 감지 조립체(102)를 향한 타겟 물체(104)의 이동(또는 타겟 물체(104)를 향한 감지 조립체(102)의 이동)을 표현할 수 있다. 상관기 디바이스(232)는 어떤 이동 방향이 시계 방향(1312) 또는 반시계 방향(1310)으로 벡터(1300)의 회전을 초래하는지를 결정하기 위해 타겟 물체(104)를 감지 조립체(102)를 향한 그리고 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써 교정될 수 있다.
전술된 대략적, 미세 및/또는 초 미세 스테이지 결정은 다양한 조합들로 사용될 수 있다. 예를 들어, 대략적 스테이지 결정은 감지 디바이스(102)(도 11에 도시됨)로부터 타겟 물체(104)(도 11에 도시됨)까지의 대략적 거리가 공지되지 않은 경우에도, 분리 거리(110)(도 11에 도시됨)를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 대략적 스테이지는 분리 거리(110)의 더 정밀한 계산을 획득하기 위해 미세 및/또는 초 미세 스테이지 결정들과 함께 사용될 수 있다. 대략적, 미세 및 초 미세 스테이지들은 다양한 성능 메트릭들의 균형을 맞추기 위해 상이한 시간들에 임의의 조합으로 사용될 수 있다.
다른 예로서, 분리 거리(110)(도 11에 도시됨)가 공지된 경우, 대략적 스테이지 결정을 사용하여 관심 비트를 먼저 식별할 필요없이 미세 또는 초 미세 스테이지 결정들이 활성화될 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)(도 11에 도시됨)은, 초기에 공지된 분리 거리(110)로부터의 업데이트들이 미세 및/또는 초 미세 상태 결정들을 사용하여 식별 및/또는 기록되는 "추적" 모드에 있을 수 있다.
도 11에 도시된 시스템(100)의 논의로 되돌아가서, 다른 실시예에서, 시스템(100)은 상이한 타겟 물체들(104)로부터 반사되는 에코들(108) 사이를 인지한다. 예를 들어, 시스템(100)의 일부 사용들에서, 송신 신호들(106)은 다수의 타겟 물체들(104)로부터 반사될 수 있다. 타겟 물체들(104)이 감지 조립체(102)로부터 상이한 분리 거리들(110)에 위치되는 경우, 단일 기저대역 에코 신호(226)(도 12에 도시됨)는 상이한 타겟 물체들(104)로부터의 에코들을 표현하는 비트들의 여러 시퀀스들을 표현할 수 있다. 후술되는 바와 같이, 서로 상이한 타겟 물체들(104)을 구별하기 위해 기저대역 에코 신호(226)와 비교되는 상관 윈도우 내의 패턴 및 기저대역 에코 신호(226)에 마스크가 적용될 수 있다.
도 24는 일 실시예에 따라 상이한 타겟 물체들(104)(도 11에 도시됨)에서 반사되는 에코들(108)(도 11에 도시됨)을 구별하기 위한 기술을 예시한다. 도 11에 도시된 제1 송신 신호(106)(또는 일련의 제1 송신 신호들(106))가 다수의 타겟 물체들(104)에서 반사될 때, 패턴 신호(230)(도 12에 도시됨)의 디지털 펄스 시퀀스(예를 들어, 비트들의 패턴)는 제2 송신 신호(106)(또는 일련의 제2 송신 신호들(106))의 송신을 위해 제1 송신 신호(106)에서 디지털 펄스 시퀀스에 대해 수정될 수 있다. 제2 송신 신호(106)의 에코들(108) 및 대응하는 기저대역 에코 신호(226)(도 12에 도시됨)는 다수의 타겟 물체들(104)을 구별하기 위해(예를 들어, 상이한 타겟 물체들(104)과 연관된 분리 거리들(110) 및/또는 상이한 비행 시간들을 계산하기 위해) 수정된 디지털 펄스 시퀀스와 비교될 수 있다.
도 24의 제1 디지털화된 에코 신호(1400)는, 송신 신호(106)(도 11에 도시됨)가 감지 조립체(102)(도 11에 도시됨)로부터 제1 분리 거리(110)(도 11에 도시됨)에서 제1 타겟 물체(104)로부터 반사할 때 생성될 수 있는 비트들의 시퀀스를 표현한다. 제2 디지털화된 에코 신호(1402)는 송신 신호(106)가 감지 조립체(102)로부터 상이한 제2 분리 거리(110)에 있는 상이한 제2 타겟 물체(104)로부터 반사할 때 생성될 수 있는 비트들의 시퀀스를 표현한다. 디지털화된 에코 신호들(1400, 1402)을 별도로 생성하는 대신에, 감지 조립체(102)는 상이한 타겟 물체들(104)로부터의 에코들(108)의 조합을 표현하는 조합된 디지털화된 에코 신호(1404)를 생성할 수 있다. 결합된 디지털화된 에코 신호(1404)는 디지털화된 에코 신호들(1400, 1402)의 조합을 표현할 수 있다.
상관 윈도우(1406)는 전술된 바와 같이 각각의 타겟 물체들(104)(도 11에 도시됨)에 대한 비행 시간들을 결정하기 위해, 관심 서브세트들(1408, 1410)과 같은 관심 서브세트를 결정하도록 디지털화된 에코 신호(1400, 1402)에 비교될 수 있는 비트들의 시퀀스(1414)를 포함한다. 그러나, 타겟 물체들(104)로부터의 에코(108)(도 11에 도시됨)가 조합되고 조합된 디지털화된 에코 신호(1404)가 생성될 때, 상관 윈도우(1406)는 덜 정확하거나 여러 타겟 물체들(104) 중 하나 이상에 대한 비행 시간을 결정하지 못할 수 있다. 예를 들어, 상관 윈도우(1406)와 디지털화된 에코 신호들(1400, 1402) 각각과의 별개의 비교는 관심 서브세트들(1408, 1410)에 대해 +6의 상관 값들이 계산되는 것을 초래하지만, 상관 윈도우(1406)와 조합된 디지털화된 에코 신호(1404)의 비교는 조합된 디지털화된 에코 신호(1404)에서 제1 내지 제6 비트들, 제3 내지 제8 비트들 및 제7 내지 제12 비트들을 포함하는 서브세트들에 대해 +5, +4 및 +4의 상관 값들을 초래할 수 있다. 그 결과, 기저대역 프로세서(232)(도 12에 도시됨)는 상이한 타겟 물체들(104)(도 11에 도시됨)을 구별하지 못할 수 있다.
일 실시예에서, 마스크(1412)는 상관 윈도우(1406)의 비트들의 시퀀스(1414)에 적용되어 상관 윈도우(1406)의 비트들의 시퀀스(1414)를 수정할 수 있다. 마스크(1412)는 상관 윈도우(1406)에서 비트들 중 하나 이상의 값을 제거하거나 그렇지 않으면 변경할 수 있다. 마스크(1412)는 상관 윈도우(1406)에서 비트들의 시퀀스(1414)와는 상이한 비트들의 시퀀스(1420)를 갖는 수정된 상관 윈도우(1418)를 생성하기 위해 (예를 들어, 비트들의 값들을 곱함으로써) 상관 윈도우(1406)에 적용되는 비트들의 시퀀스(1416)를 포함할 수 있다. 예시된 예에서, 마스크(1412)는 처음 3개의 비트("101")의 제1 부분 및 마지막 3개의 비트("000")의 제2 부분을 포함한다. 대안적으로, 상이한 비트들의 시퀀스 및/또는 상이한 비트들의 시퀀스의 길이를 갖는 다른 마스크(1412)가 사용될 수 있다. 마스크(1412)를 상관 윈도우(1406)에 적용하는 것은 상관 윈도우(1406)의 비트들의 시퀀스(1414)에서 마지막 3개의 비트들("011")을 제거한다. 그 결과, 수정된 상관 윈도우(1418)의 비트들의 시퀀스(1420)는 상관 윈도우(1418)의 처음 3개의 비트들("101")만을 포함한다. 다른 실시예에서, 마스크(1412)는 상관 윈도우(1406)에 추가적인 비트들을 추가하고 그리고/또는 상관 윈도우(1406)에서 비트의 값들을 변경한다.
수정된 상관 윈도우(1418)의 비트들의 시퀀스(1420)는 송신 신호들(106)(도 11에 도시됨)에 포함시키기 위해 송신기에 통신되는 패턴 신호(230)(도 12에 도시됨)의 비트들의 시퀀스를 변경하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 조합된 디지털화된 에코 신호(1404)를 수신하고 상이한 타겟 물체들(104)(도 11에 도시됨)을 인지할 수 없는 후, 타겟 물체들(104)을 향해 송신되는 패턴의 비트들의 시퀀스는 상이한 타겟 물체들(104)의 인지를 돕기 위해 비트들의 일부 다른 시퀀스 또는 수정된 상관 윈도우(1412)의 비트들의 시퀀스(1420)를 포함하도록 변경될 수 있다. 추가적인 조합된 디지털화된 에코 신호(1422)는 비트들의 시퀀스(1420)를 포함하는 송신 신호들(106)의 에코들(108)에 기초하여 수신될 수 있다.
이어서, 수정된 상관 윈도우(1418)는 상이한 타겟 물체들(104)(도 11에 도시됨)과 연관된 관심 서브세트들을 식별하기 위해 추가적인 디지털화된 에코 신호(1422)와 비교될 수 있다. 예시된 실시예에서, 수정된 상관 윈도우(1418)는 전술된 바와 같이 제1 및 제2 관심 서브세트들(1424, 1426)을 식별하기 위해 디지털화된 에코 신호(1422)의 상이한 서브세트들과 비교될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 관심 서브세트들(1424, 1426)은 디지털화된 에코 신호(1422)의 다른 서브세트들에 비해 더 높거나 가장 높은 상관 값들을 갖는 것으로 식별될 수 있다.
동작 시에, 송신 신호들(106)이 다수의 타겟 물체들(104)로부터 반사될 때, 신호들(106)에서 송신된 패턴은, 타겟 물체들(104) 중 하나 이상이 디지털화된 에코 신호(226)의 검사로부터 식별될 수 없을 때 송신 신호들(106)의 연속적인 버스트들 사이에서 비교적 신속하게 수정될 수 있다. 수정된 패턴은 수정된 패턴을 포함하는 상관 윈도우를 사용하여 디지털화된 에코 신호(740)에서 타겟 물체들(104)을 구별하기 위해 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 송신 신호(106)(도 11에 도시됨)에 포함된 비트들의 디지털 펄스 시퀀스는 상관 윈도우에 포함되고 기저대역 에코 신호(226)(도 12에 도시됨)와 비교된 비트들의 디지털 펄스 시퀀스와는 상이할 수 있다. 예를 들어, 패턴 코드 생성기(228)(도 12에 도시됨)는 이종 패턴들을 생성하고 이종 패턴들을 패턴 신호들(230)(도 12에 도시됨)에서 송신기(208) 및 기저대역 프로세서(232)에 통신할 수 있다. 송신기(208)는 송신 신호(106) 내의 비트들의 제1 패턴을 혼합할 수 있고, 기저대역 프로세서(232)는 비트들의 상이한 제2 패턴을 송신 신호들(106)의 에코들(108)(도 11에 도시됨)에 기초하여 생성되는 기저대역 에코 신호(226)와 비교할 수 있다. 도 24와 관련하여 전술된 예와 관련하여, 상관 윈도우(1406)의 비트들의 시퀀스(1414)는 송신 신호들(106)에 포함될 수 있는 반면, 마스크(1412)의 비트들의 시퀀스(1416) 또는 수정된 상관 윈도우(1418)의 비트들의 시퀀스(1420)는 디지털화된 에코 신호(1422)와 비교될 수 있다. 이러한 방식으로 상이한 패턴들을 사용하는 것은, 전술된 바와 같이, 감지 조립체(102)(도 11에 도시됨)가 다수의 타겟 물체들(104)을 구별하도록 허용할 수 있다. 이러한 방식으로 상이한 패턴들을 사용하는 것은, 감지 조립체(102)(도 11에 도시됨)가 클러터(clutter) 완화, 신호 대 잡음 개선, 재밍(jamming) 방지, 스푸핑(spoofing) 방지, 도청 방지를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 기능들을 수행하도록 추가로 허용할 수 있다.
도 25는 일 실시예에 따른 안테나(1500)의 개략도이다. 안테나(1500)는 송신 안테나(204) 및/또는 수신 안테나(206)로서 사용될 수 있으며, 둘 모두는 도 12에 도시되어 있다. 대안적으로, 다른 안테나가 송신 안테나(204) 및/또는 수신 안테나(206)에 사용될 수 있다. 안테나(1500)는 안테나 단위 셀들(1504)의 다차원(예를 들어, 2차원) 어레이(1502)를 포함한다. 단위 셀들(1504)은 마이크로스트립 패치 안테나들을 표현하거나 포함할 수 있다. 대안적으로, 단위 셀들(1504)은 다른 유형의 안테나를 표현할 수 있다. 여러 단위 셀들(1504)은 직렬 공급 어레이(1506)를 형성하기 위해 서로 직렬로 전도성으로 결합될 수 있다. 예시된 실시예에서, 단위 셀들(1504)은 선형 직렬로 연결된다. 대안적으로, 단위 셀들(1504)은 다른 형태로 연결될 수 있다.
여러 직렬 공급 어레이들(1506)은 예시된 실시예에서 어레이(1502)를 형성하기 위해 병렬로 전도성으로 결합된다. 도 15에 도시된 단위 셀들(1504) 및 직렬 공급 어레이들(1506)의 수들은 예로서 제공된다. 상이한 수의 단위 셀들(1504) 및/또는 어레이들(1506)이 안테나(1500)에 포함될 수 있다. 안테나(1500)는 보강 및/또는 상쇄 간섭을 통해 송신 신호들(106)(도 11에 도시됨)의 에너지를 집중시키기 위해 여러 단위 셀들(1504)을 사용할 수 있다.
도 26은 감지 조립체(102)(도 11에 도시됨)의 프론트 엔드(200)의 일 실시예의 개략도이다. 안테나들(1500)은 도 26에 도시된 바와 같이 송신 안테나(204) 및 수신 안테나(206)로서 사용될 수 있다. 각각의 안테나(1500)는 비교적 짧은 길이의 송신 라인(1600)에 의해 수신기(602) 또는 송신기(600)에 직접(예를 들어, 안테나(1500)와 수신기(602) 또는 송신기(600) 사이에 배치된 다른 컴포넌트들 없이) 연결될 수 있다.
감지 조립체(102)의 프론트 엔드(200)는 안테나들(1500) 위에 무선 투과 윈도우들(1604)을 갖는 금속 또는 다른 전도성 하우징과 같은 인클로저(1602)에 수용될 수 있다. 대안적으로, 프론트 엔드(200)는 비금속(예를 들어, 유전체) 인클로저에 수용될 수 있다. 안테나들(1500) 위의 윈도우들은 인클로저(1602)로부터 절단되지 않을 수 있지만, 대신 송신 신호들(106) 및 에코들(108)이 윈도우들(1604)을 통해 안테나들(1500)로부터 또는 안테나들(1500)로 통과하게 하는 인클로저(1602)의 부분들을 표현할 수 있다.
인클로저(1602)는, 안테나들이 인클로저(1602)의 전도성 본체 내로 효과적으로 리세스되도록 안테나들(1500) 주위를 감쌀 수 있고, 이는 안테나들(1500) 사이의 격리를 추가로 개선할 수 있다. 대안적으로, 비전도성 인클로저(1602)의 경우, 안테나들(1500)은 인클로저(1602) 및 여분의 금속 호일 및/또는 흡수성 재료들에 의해 완전히 인클로징될 수 있거나, 또는 안테나들(1500) 사이의 격리를 개선하기 위해 다른 조치들이 추가될 수 있다. 일 실시예에서, 격리가 충분히 높으면, 리턴 에코들(108)이 충분히 강한 경우 송신 및 수신 안테나들(1500)이 동시에 동작될 수 있다. 이는 타겟이 매우 가까운 범위에 있는 경우일 수 있고, 감지 조립체(102)가 송신/수신 스위치없이 동작하는 것을 허용할 수 있다.
도 27은 도 26의 라인 17-17을 따라 안테나(1500)의 일 실시예의 개략도이다. 안테나(1500)(도 27의 "평면형 안테나")는 전기 절연 재료(예를 들어, 유전체 또는 다른 비전도성 재료)의 커버 층(1700)(도 27의 "상판")을 포함한다. 커버 층(1700)을 위한 이러한 재료들의 예들은 석영, 사파이어, 다양한 중합체들 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
안테나(1500)는 안테나(1500)를 지지하는 기판(1706)의 표면 상에 위치될 수 있다. 전도성 접지면(1708)은 기판(1706)의 반대면 상에 또는 다른 위치에 배치될 수 있다.
커버 층(1700)은 에어 갭(1704)(도 27의 "공기")에 의해 안테나(1500)로부터 분리될 수 있다. 대안적으로, 커버 층(1700)과 안테나(1500) 사이의 갭은 공기 이외의 다른 재료 또는 유체에 의해 적어도 부분적으로 채워질 수 있다. 다른 대안으로서, 에어 갭이 제거될 수 있고, 커버 층(1700)은 안테나(1500) 상에 직접 놓일 수 있다. 커버 층(1700)은 외부 물체들로 인해 초래되는 환경 및/또는 기계적 손상으로부터 안테나(1500)를 보호할 수 있다. 일 실시예에서, 커버 층(1700)은 안테나(1500)에 의해 방출된 송신 신호들(106)의 에너지를 빔으로 집중시키거나 반사된 에코들(108)의 에너지를 안테나(1500)를 향해 집중시키기 위해 렌즈 효과를 제공한다.
이러한 렌즈 효과는 송신 신호들(106) 및/또는 에코들(108)이 안테나(1500)와 타겟 물체(104)(도 11에 도시됨) 사이에 위치된 재료들(예를 들어, 테플론(Teflon), 폴리카보네이트 또는 다른 폴리머들과 같은 절연체들)의 추가적인 층들(1702)을 통과하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 감지 조립체(102)는 모니터링되는 물체(예를 들어, 감지 조립체(102)에 의해 측정되는 유체 탱크의 상부)에 장착될 수 있는 반면, 렌즈 효과는 탱크의 상부를 통해 윈도우들 또는 개구들을 절단함이 없이 탱크의 상부를 통해 감지 조립체(102)가 신호들(106)을 송신하고 에코들(108)을 수신하도록 허용할 수 있다.
일 실시예에서, 기판(1708)은 송신 신호들(106) 및/또는 에코들(108)의 캐리어 신호의 파장보다 얇은 대향 표면들 사이의 두께 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 기판(1708)의 두께는 파장의 1/20 정도일 수 있다. 에어 갭(1704) 및/또는 상판(1700)의 두께는 파장의 1/3과 같이 더 클 수 있다. 에어 갭(1704) 및 상판(1700) 중 어느 하나 또는 둘 모두가 또한 함께 제거될 수 있다.
본 명세서에 설명된 시스템(100) 및/또는 감지 조립체(102)의 하나 이상의 실시예들은 감지 조립체(102)에 의해 측정되는 분리 거리(110) 및/또는 비행 시간을 사용하는 다양한 애플리케이션들에 사용될 수 있다. 시스템(100) 및/또는 감지 조립체(102)의 애플리케이션들의 여러 특정 예들이 본 명세서에 설명되어 있지만, 시스템(100) 또는 감지 조립체(102)의 모든 애플리케이션들 또는 사용들이 본 명세서에 설명된 것으로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, (예를 들어, 깊이 측정으로서) 분리 거리(110)의 검출을 사용하는 많은 애플리케이션들은 시스템(100) 및/또는 감지 조립체(102)를 사용하거나 통합할 수 있다.
도 28은 격납 시스템(1800)의 일 실시예를 예시한다. 시스템(1800)은 하나 이상의 유체들(1806)을 보유하거나 저장하는 유체 탱크와 같은 격납 장치(1802)를 포함한다. 감지 조립체(102)는 격납 장치(1802)의 상부(1804)에 또는 그 위에 위치될 수 있고 송신 신호들(106)을 유체(1806)를 향해 지향시킬 수 있다. 유체(1806)로부터 반사된 에코들(108)은 감지 조립체(102)와 유체(1806)의 상부 표면 사이의 분리 거리(110)를 측정하기 위해 감지 조립체(102)에 의해 수신된다. 감지 조립체(102)의 위치는 격납 장치(1802)의 바닥에 대해 공지되고 교정될 수 있어서, 유체(1806)에 대한 분리 거리(110)는 격납 장치(1802)에 얼마나 많은 유체(1806)가 있는지 결정하기 위해 사용될 수 있다. 감지 조립체(102)는 본 명세서에 설명된 대략적, 미세 및/또는 초 미세 스테이지 결정 기술들 중 하나 이상을 사용하여 분리 거리(110)를 정확하게 측정할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 감지 장치(102)는 송신 신호들(106)을 포트(예를 들어, 유체(1806)가 격납 장치(1802)에 로딩되는 충전 포트)를 향해 지향시키고 포트에서 또는 포트 근처에서 유체(1806)의 이동을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 감지 조립체(102)로부터 포트까지의 분리 거리(110)가 공지되어 에코들(108)의 관심 비트가 공지되면, 포트에 있는 또는 그 근처에 있는 유체(1806)가 이동하는지(예를 들어, 난류) 여부를 결정하기 위해 전술된 초 미세 스테이지 결정이 사용될 수 있다. 이러한 이동은 유체(1806)가 격납 장치(1802) 내로 또는 외부로 흐르고 있음을 표시할 수 있다. 감지 조립체(102)는 유체(1806)가 격납 장치(1802) 내로 또는 외부로 흐르고 있을 때의 경고 또는 다른 표시자로서 이러한 결정을 사용할 수 있다. 대안적으로, 감지 조립체(102)는, 난류의 존재 또는 부재 및/또는 세기(예를 들어, 이동의 정도 또는 양)가 다양한 동작 조건들 및 파라미터들(예를 들어, 유체의 양, 유체의 이동 등)을 표시할 수 있는 다른 전략적으로 중요한 위치들에 위치되거나 조준될 수 있다. 감지 조립체(102)는 이러한 측정 모드들 사이에서 주기적으로 스위칭하고(예를 들어, 분리 거리(110)를 측정하는 것이 하나의 모드이고 이동을 모니터링하는 것이 다른 모드임), 이어서 데이터 및 측정들을 제어 유닛(112)(도 11에 도시됨)에 보고할 수 있다. 대안적으로, 제어 유닛(112)은 상이한 시간들에 다양한 유형들의 측정들(예를 들어, 분리 거리(110)를 측정하는 것 또는 이동을 모니터링하는 것)을 수행하도록 감지 조립체(102)에 지시할 수 있다.
도 29는 구역 제한 시스템(1900)의 일 실시예를 예시한다. 시스템(1900)은 송신 신호들(106)(도 11에 도시됨)을 제1 구역(1902)(예를 들어, 바닥 상의 영역, 공간 내의 체적 등)을 향해 지향시키는 감지 조립체(102)를 포함할 수 있다. 인간 운영자(1906)는 다양한 임무들을 수행하기 위해 상이한 제2 구역(1904)에 위치될 수 있다. 제1 구역(1902)은 운영자(1906)의 안전을 위해 하나 이상의 머신들(예를 들어, 자동화된 로봇들 또는 다른 컴포넌트들)이 동작할 때 운영자(1906)가 밖에 있어야 하는 제한된 영역 또는 체적을 표현할 수 있다. 감지 조립체(102)는 송신 신호들(106)을 제1 구역(1902)을 향해 지향시키고, 운영자(1906)가 제1 구역(1902) 내로 진입하는지 여부를 결정하기 위해 수신된 에코들(108)을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 제1 구역(1902)으로의 운영자(1906)의 침입은 본 명세서에 설명된 대략적, 미세 및/또는 초 미세 스테이지 결정 기술들 중 하나 이상을 사용하여 이동의 식별에 의해 검출될 수 있다. 감지 조립체(102)가 제1 구역(1902)까지의 거리(예를 들어, 제1 구역(1902)에서 바닥까지의 분리 거리(110))를 알고 있다면, 전술된 바와 같이, 감지 조립체(102)는 에코들에 기초하여 생성되는 에코 신호에서 관심 서브세트 내의 이동을 모니터링할 수 있다. 감지 조립체(102)가 제1 구역(1902)으로의 운영자(1906)의 진입을 검출할 때, 감지 조립체(102)는 제어 유닛(112)(도 11에 도시됨)에 통지할 수 있으며, 이는 운영자(1906)의 부상을 방지하기 위해 제1 구역(1902) 인근에서 동작하는 기계를 비활성화시킬 수 있다.
도 30은 체적 제한 시스템(2000)의 다른 실시예를 예시한다. 시스템(2000)은 송신 신호들(106)(도 11에 도시됨)을 안전 체적(2002)(도 30의 "안전 구역")을 향해 지향시키는 감지 조립체(102)를 포함할 수 있다. 자동 또는 수동 제어 로봇 디바이스와 같은 기계(2004)는 안전 체적(2002) 내에서 이동하도록 위치 및 구성될 수 있다. 송신 신호들(106)이 통신되는 체적은 보호 체적(2006)으로 지칭될 수 있다. 보호 구역(2006)은 기계(2004)가 동작할 때 인간들 또는 다른 물체들이 외부에 있어야 하는 제한 영역 또는 체적을 표현할 수 있다. 감지 조립체(102)는 송신 신호들(106)을 보호 체적(2006)을 통해 지향시키고, 안전 구역(2002) 외부 그러나 보호 구역(2006) 내부에서 어떠한 모션이 식별되는지를 결정하기 위해 수신된 에코들(108)을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 보호 체적(2006) 내로의 인간의 침입은 전술된 초 미세 스테이지 결정을 사용하여 이동의 식별에 의해 검출될 수 있다. 감지 조립체(102)가 보호 체적(2006)으로의 진입을 검출할 때, 감지 조립체(102)는 제어 유닛(112)(도 11에 도시됨)에 통지할 수 있으며, 이는 보호 체적(2006)에 진입한 임의의 인간 또는 존재의 부상을 회피하기 위해 기계(2004)를 비활성화시킬 수 있다.
도 31은 감지 조립체(102)를 포함하는 이동 시스템(2100)의 일 실시예의 개략도이다. 시스템(2100)은 감지 조립체(102)가 결합된 이동 장치(2102)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 이동 장치(2102)는 이동식 로봇 시스템이다. 대안적으로, 이동 장치(2102)는 자동차, 지하 굴착 선박, 또는 다른 유형의 차량과 같은 다른 유형의 이동 디바이스를 표현할 수 있다. 시스템(2100)은 물체들 주위 또는 물체를 통해 내비게이션하기 위해 감지 조립체(102)에 의해 이루어진 측정들을 사용한다. 시스템(2100)은 감지 조립체(102)와 다른 물체들 사이의 분리 거리들(110)의 측정들 및/또는 모션의 검출에 기초한 자동화된 내비게이션 및/또는 그러한 측정들 및 검출들로 지원되는 내비게이션에 유용할 수 있다.
예를 들어, 감지 조립체(102)는 감지 조립체(102)와 이동 장치(2102) 인근의 다수의 물체들(2104A-D) 사이의 분리 거리들(110)을 측정할 수 있다. 이동 장치(2102)는 물체들(2104A-D)과의 접촉을 피하기 위해 방향을 바꾸거나 회전할 필요가 있기 전에 이동 장치(2102)가 얼마나 멀리 이동할 수 있는지를 결정하기 위해 이러한 분리 거리들(110)을 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 이동 장치(2102)는 이동 장치(2102) 주위에 인클로징된 인근(2106)의 레이아웃 또는 맵을 결정하기 위해 다수의 감지 조립체들(102)을 사용할 수 있다. 인근(2106)은 방, 건물, 터널 등의 벽들에 의해 경계를 이룰 수 있다. 이동 장치(2102) 상의 제1 감지 조립체(102)는 제1 방향을 따라 인근(2106)의 하나 이상의 경계들(예를 들어, 벽들 또는 표면들)까지의 분리 거리들(110)을 측정하도록 배향될 수 있고, 제2 감지 조립체(102)는 상이한(예를 들어, 직교하는) 방향을 따라 인근(2106)의 하나 이상의 다른 경계들까지의 분리 거리들(110)을 측정하도록 배향될 수 있는 등등이다. 인근(2106)의 경계들에 대한 분리 거리들(110)은 인근(2106)의 크기 및 이동 장치(2102)의 현재 위치에 대한 정보를 이동 장치(2102)에 제공할 수 있다. 이어서, 이동 장치(2102)는, 감지 조립체들(102) 중 하나 이상이 인근(2106)의 경계들 중 하나 이상까지 업데이트된 분리 거리들(110)을 포착하는 동안 인근(2106)에서 이동할 수 있다. 분리 거리들(110)의 변화들에 기초하여, 이동 장치(2102)는 이동 장치(2102)가 인근(2106)에서 어디에 위치되는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 방의 제1 벽까지의 초기 분리 거리(110)가 10 피트(3 미터)로 측정되고 방의 제2 벽까지의 초기 분리 거리(110)가 5 피트(1.5 미터)로 측정된다면, 이동 장치(2102)는 초기에 방 내에 위치할 수 있다. 제1 벽까지의 추후의 분리 거리(110)가 4 피트(1.2 미터)이고 제2 벽까지의 추후의 분리 거리(110)가 2.1 미터(7 피트)이면, 이동 장치(2102)는 제1 벽을 향해 6 피트(1.8 미터) 그리고 제2 벽을 향해 2 피트(0.6 미터) 이동했다고 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 이동 장치(2102)는 인근(2106)에서 고정 물체와 이동 물체(2104)를 구별하기 위해 감지 조립체(102)에 의해 생성된 정보를 사용할 수 있다. 물체들(2104A, 2104B, 2104D) 중 일부는 벽, 가구 등과 같은 고정된 물체들일 수 있다. 다른 물체들(210C)은 인근(2106)을 걷는 인간들, 다른 이동 장치들 등과 같은 이동 물체들일 수 있다. 이동 장치(2102)는 모바일 장치(2102)가 이동함에 따라 모바일 장치(2102)와 물체들(2104A, 2104B, 2104C, 2104D) 사이의 분리 거리들(110)의 변화를 추적할 수 있다. 이동 장치(2102)와 물체들(2104) 사이의 분리 거리들(110)은 이동 장치(2102)가 이동함에 따라 변경될 수 있기 때문에, 고정된 물체들(2104A, 2104B, 2104D) 및 이동 물체들(2104C) 둘 모두가 모바일 장치(2102)로 이동하는 것처럼 보일 수 있다. 감지 조립체(102) 및 이동 장치(2102)에 의해 관찰되는 고정된 물체들(2104A, 2104B, 2104D)의 이러한 인지된 모션은 감지 조립체(102) 및 모바일 장치(2102)의 모션에 기인한다. 모바일 장치(2102)의 모션(예를 들어, 속도)을 컴퓨팅하기 위해, 모바일 장치(210)는 물체들(2104)까지의 분리 거리들(110)의 변화를 추적하고 분리 거리들(110)의 변화들에 기초하여 물체들(2104)과 연관된 물체 모션 벡터들을 생성할 수 있다.
도 32는 일례에 따라 이동 장치(2102)와 물체들(예를 들어, 도 31의 물체들(2104)) 사이의 분리 거리들(110)의 변화들에 기초하여 생성된 여러 물체 모션 벡터들의 개략도이다. 물체 모션 벡터들(2200A-F)은 시간에 따른 분리 거리들(110)의 변화들을 추적함으로써 생성될 수 있다. 이동 장치(2102)의 모션 특성들(예를 들어, 속도 및/또는 방향)을 추정하기 위해, 이러한 물체 모션 벡터들(2200)은 예컨대 물체 모션 벡터들(2200)을 합산 및/또는 평균함으로써 조합될 수 있다. 예를 들어, 모바일 장치(2102)의 모션 벡터(2202)는 물체 모션 벡터들(2200)의 평균인 벡터를 결정하고 이어서 반대 벡터를 모션 벡터(2202)로서 결정함으로써 추정될 수 있다. 여러 물체 모션 벡터들(2200)의 조합은 인근의 다른 이동 물체들의 이동에 기초하는 물체 모션 벡터들(2200C, 2200F)과 같은 환경 내의 다른 이동 물체들로 인한 스퓨리어스 물체 모션 벡터를 정정하는 경향이 있을 수 있다.
이동 장치(2102)는, 환경의 일부이고 모바일 장치(2102)의 이동을 추적하기 위해 사용될 수 있고 영구 물체들로 지칭될 수 있는 물체들을 학습(예를 들어, 저장)할 수 있다. 공지된 영구 물체들과 일치하지 않는 관찰된 다른 물체들은 과도 물체들로 지칭된다. 과도 물체들의 물체 모션 벡터들은 다양한 궤적들을 가질 것이고, 서로 또는 영구 물체들과 잘 일치하지 않을 수 있다. 과도 물체들은 이동 장치(2102)로부터의 방사상 거리뿐만 아니라 궤적들에 의해 식별될 수 있어서, 예를 들어, 터널의 벽들은 이들의 거리에서 유지될 것이지만, 과도 물체들은 이동 장치(2102)에 더 가깝게 통과할 것이다.
다른 실시예에서, 다수의 이동 장치들(2102)은 서로간에 정보를 통신하기 위해 감지 시스템(100) 및/또는 감지 조립체들(102)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 모바일 장치들(2102)은 모바일 장치들(2102)이 서로 임계 거리 내에 있을 때를 검출하기 위해 감지 조립체들(102)을 각각 사용할 수 있다. 이어서, 이동 장치들(2102)은 분리 거리들(110)을 측정하기 위해 및/또는 모션을 검출하기 위해 송신 신호들(106)을 송신하는 것으로부터 다른 정보를 통신하기 위해 송신 신호들(106)을 송신하는 것으로 스위칭할 수 있다. 예를 들어, 분리 거리들(110)을 측정하기 위해 디지털 펄스 시퀀스를 생성하는 대신에, 이동 장치들(2102) 중 적어도 하나는 정보를 통신하기 위해 다른 이동 장치(2102)를 향해 송신되는 패턴 신호에서 이진(예를 들어, 1들 및 0들의) 코드 시퀀스를 사용할 수 있다. 다른 이동 장치(2102)는 송신된 패턴 신호를 식별하고 패턴 신호에 인코딩된 정보를 해석하기 위해 송신 신호(106)를 수신할 수 있다.
도 33은 의료 애플리케이션에서 감지 조립체(102)를 사용하는 일례의 개략도이다. 감지 조립체(102)는 환자(2300)의 위치 변화들 및/또는 환자의 비교적 작은 이동들을 모니터링하기 위해 전술된 스테이지들(예를 들어, 대략적 스테이지, 미세 스테이지 및 초 미세 스테이지) 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 예를 들어, 전술된 이동의 초 미세 스테이지 결정은 호흡 수 검출, 심박수 검출, 총 운동 또는 근육 움직임 모니터링 등에 사용될 수 있다. 호흡 수, 심박수 및 활동은 수면 장애를 진단하는 데 유용할 수 있으며, 이는, 검출이 비접촉식이고 관찰되는 환자에게 더 편안할 수 있기 때문이다. 일례로서, 환자(2300)의 복부 및/또는 흉부까지의 분리 거리(110)는 전술된 바와 같이 디지털 펄스 시퀀스(예를 들어, 관심 비트)의 1 비트 이내로 결정될 수 있다. 이어서, 감지 조립체(102)는 호흡 수 및/또는 심박수를 추적하기 위해 관심 서브세트 내에서 흉부 및/또는 복부의 비교적 작은 모션들을 추적할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 감지 조립체(102)는 흉부 및/또는 복부의 모션들을 추적하고, 환자(2300)의 호흡의 일회 호흡량을 추정하기 위해 공지된, 측정된, 관찰된 또는 지정된 복부 크기와 모션들을 조합할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 감지 조립체(102)는 환자(2300)의 역설 호흡을 검출하기 위해 흉부 및 복부의 모션들을 함께 추적할 수 있다.
다른 예로서, 감지 조립체(102)는 환자(2300)의 신체 내로 침투하는 송신 신호들(106)을 통신하고 심장과 같은 다양한 내부 구조들의 모션 또는 절대적 위치를 감지할 수 있다. 이러한 위치들 또는 모션들 대부분은 비교적 작고 미묘할 수 있으며, 감지 조립체(102)는 내부 구조들의 모션 또는 절대적 위치를 감지하기 위해 모션의 초 미세 스테이지 결정 또는 분리 거리(110)를 사용할 수 있다.
비접촉 감지 조립체(102)를 사용하는 것은 또한, 환자(2300)에게 유선 센서들(예를 들어, 테스트 대상에 직접 장착되고, 의료 모니터에 다시 와이어들로 연결된 센서들)을 사용하는 것이 불가능하거나 불편한 상황들에서 유용할 수 있다. 예를 들어, 종래의 유선 센서들이 방해가 될 수 있는 고 활동 상황들에서, 감지 조립체(102)는 멀리서 환자(2300)의 모션 및/또는 분리 거리(110)를 모니터링할 수 있다.
다른 예에서, 감지 조립체(102)는 자세 인식 및 전체적인 모션 또는 활동 감지를 위해 사용될 수 있다. 이것은 무엇보다도, 우울증, 피로, 및 노인과 같은 위험에 처한 개인들의 전반적인 건강과 같은 만성 상태의 진단을 위해 환자(2300)의 장기적인 관찰에 사용될 수 있다. 우울증과 같이 발병이 상대적으로 느린 질병들의 경우, 감지 조립체(102)에 의한 장기 관찰이 질병들의 조기 검출을 위해 사용될 수 있다. 또한, 유닛이 환자(2300)에게 장착될 어떠한 것도 없이 의료 파라미터들 또는 양들을 검출할 수 있기 때문에, 감지 조립체(102)는 환자(2300)의 지식 또는 협력없이 환자(2300)를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 이것은, 센서들이 부착되면 화를 낼 아이들을 다룰 때와 같은 많은 상황들에서 유용할 수 있다. 또한 환자가 긴장할 때 호흡이 빨라지고 얕아지는 것과 같이 환자(2300)의 정신 상태에 대한 표시를 제공할 수 있다. 이것은 원격 거짓말 탐지기 기능을 발생시킬 것이다.
다른 실시예에서, 감지 조립체(102)에 의해 생성된 데이터는 하나 이상의 다른 센서들에 의해 생성 또는 획득된 데이터와 조합될 수 있다. 예를 들어, 감지 조립체(102)에 의한 분리 거리(110)의 계산은 다른 센서 데이터와 조합되는 깊이 측정으로서 사용될 수 있다. 상이한 센서들로부터의 데이터의 이러한 조합은 본 명세서에서 센서 융합으로 지칭되며, 감지되는 현상 또는 물체 또는 환경에 대한 보다 완전한 픽처를 형성하기 위해 센서 데이터의 2개 이상의 별개의 스트림들을 융합하는 것을 포함한다.
일례로서, 감지 조립체(102)를 사용하여 계산된 분리 거리들(110)은 카메라에 의해 포착된 2차원 이미지 데이터와 조합될 수 있다. 예를 들어, 분리 거리들(110)이 없다면, 컴퓨터 또는 다른 머신이 2차원 이미지에서 물체들의 실제 물리적 크기를 결정하지 못할 수 있다.
도 34는 도 11에 도시된 시스템(100)의 애플리케이션의 일례에 따른 인간 대상들(2400, 2402)의 2차원 이미지(2404)이다. 이미지(2404)는 카메라와 같은 2차원 이미지 형성 장치에 의해 포착될 수 있다. 이미지 형성 장치는 보안 시스템, 자동 제어(예를 들어, 이동가능) 로봇 시스템 등과 같은 다른 시스템에서 사용할 이미지를 포착할 수 있다. 인간 대상들(2400, 2402)은 대략 동일한 크기(예를 들어, 키)일 수 있다. 실제로, 인간 대상(2400)은 인간 대상(2402)보다 이미지(2404)를 포착한 이미지 형성 장치에서 더 멀리 있다. 그러나, 이미지 형성 장치가 이미지 형성 장치와 대상들(2400, 2402) 각각 사이의 상대적 분리 거리들을 결정하지 못하는 것으로 인해, 대상들(2400, 2402)을 인식하기 위해 이미지 형성 장치에 의존하는 시스템은, 대상(2400)이 더 멀리 위치되어 있는지(예를 들어, 2400A의 위치에 있는지) 또는 대상(2402)보다 훨씬 작은 인간인지(즉, 2400B로 표현된 크기인지)를 결정하지 못할 수 있다.
감지 조립체(102)(도 11에 도시됨)는 이미지(2404)에 깊이 콘텍스트를 제공하기 위해 이미지 형성 장치(예를 들어, 감지 조립체(102)가 이미지 형성 장치에 또는 그 근처에 배치됨)와 대상들(2400, 2402) 각각 사이의 분리 거리들(110)(도 11에 도시됨)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 동작들에 대한 이미지(2404)를 사용하는 이미지 형성 장치 또는 시스템은, 대상들(2400, 2402)이 대략 동일한 크기인 것을 결정하기 위해 대상들(2400, 2402) 각각에 대한 분리 거리(110)를 사용할 수 있고, 대상(2400)은 대상(2402)보다 더 멀리 위치된다.
이러한 분리 거리(110)(도 11에 도시됨) 정보 및 2차원 이미지(2400)를 캡처하기 위해 사용된 광학계에 관한 정보로, 대상들(2400, 2402)에 실제 물리적 크기들을 할당하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 이미지(2400)의 상이한 부분들(예를 들어, 픽셀들 또는 픽셀들의 그룹들)에 포함되는 물리적 크기를 알고 각각의 대상(2400, 2402)까지의 분리 거리(110)를 알면, 하나 이상의 동작들에 대한 이미지(2404)를 사용하는 이미지 형성 장치 및/또는 시스템은 대상들(2400, 2402)의 크기들(예를 들어, 높이들 및/또는 폭들)을 계산할 수 있다.
도 35는 일 실시예에 따른 감지 조립체(102)(도 11에 도시됨)를 포함할 수 있는 감지 시스템(2500)의 개략도이다. 광 레벨 센서들, 방사선 센서들, 수분 함량 센서들 등과 같은 많은 유형들의 센서들은 센서들과 타겟 물체들(104) 사이의 분리 거리(110)가 변화함에 따라 변화할 수 있는 타겟 물체들(104)의 측정들을 획득한다. 도 35에 도시된 감지 시스템들(2500)은 분리 거리(110)가 변경됨에 따라 변경되는 정보를 포착하는 하나 이상의 센서들을 포함 또는 표현할 수 있고 감지 조립체(102)를 포함 또한 표현할 수 있다. 감지 시스템들(2500) 및 타겟 물체들(104)로부터의 거리 정보(예를 들어, 분리 거리들(110))는 센서와 센서에 의해 판독 또는 모니터링되는 타겟들 사이의 거리에 의존하는 다른 센서 정보의 교정 또는 정정을 제공할 수 있다.
예를 들어, 감지 시스템들(2500)은 타겟 물체들(104A, 104B)로부터의 정보(예를 들어, 광 레벨들, 방사, 습기, 열 등) 및 타겟 물체들(104A, 104B)까지의 분리 거리들(110A, 110B)을 포착 또는 측정할 수 있다. 분리 거리들(110A, 110B)은 측정된 정보를 정정 또는 교정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 타겟 물체들(104A, 104B) 둘 모두가 동일한 광 레벨, 방사, 습기, 열 등을 제공하는 경우, 상이한 분리 거리들(110A, 110B)은 감지 시스템들(2500A, 2500B)이 상이한 광 레벨들, 방사, 습기, 열 등을 측정하는 것을 초래할 수 있다. 감지 조립체(102)(도 1에 도시됨)가 분리 거리들(110A, 110B)를 측정함으로써, 타겟 물체(104A 및/또는 104B)에 대한 측정된 정보가 정정될 수 있어서(예를 들어, 타겟 물체(104A)에 대한 분리 거리(110A)의 크기에 기초하여 증가됨 및/또는 타겟 물체(104B)에 대한 분리 거리(110B)의 크기에 기초하여 감소됨), 측정된 정보는 상이한 분리 거리들(110)에 대해 측정된 정보를 정정하지 않는 것에 비해 더 정확하다.
다른 예로서, 감지 시스템(2500)은 반사성 맥박 산소 측정 센서 및 감지 조립체(102)를 포함할 수 있다. 2개 이상의 상이한 파장들의 광이 시스템(2500)에 의해 타겟 물체(104)의 표면으로 지향되고 시스템(2500)의 광 검출기가 산란된 광을 검사한다. 반사된 전력의 비율은 타겟 물체(104)에서 혈액의 산소화 레벨을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 타겟 물체(104)인 환자의 신체에 직접 장착(예를 들어, 결합)되는 대신에, 감지 시스템(2500)은 환자의 신체로부터 이격될 수 있다.
환자 신체의 표면은 광원들로 조명될 수 있고 감지 조립체(102)(도 11에 도시됨)는 타겟 물체(104)(예를 들어, 피부 표면)까지의 분리 거리(110)를 측정할 수 있다. 이어서, 환자에서 혈액의 산소화 레벨은 환자로부터 분리된 감지 시스템(2500)에 의해 야기되는 빛의 반사 전력의 감소에 대해 교정되거나 정정될 수 있다.
다른 실시예에서, 도 11에 도시된 감지 조립체(102) 및/또는 시스템(100)은, 다양한 센서 시스템들에 전술된 기능을 추가하기 위해 다른 센서들, 제어기들, 컴퓨터들 등과 통신할 수 있는 독립형 유닛으로서 제공될 수 있다. 소프트웨어 구현 시스템은 센서들로부터 정보 스트림들을 수집 및 집계하고 감지된 정보를 제어 시스템에 전달할 수 있으며, 여기서 조립체(102) 및/또는 시스템(100)에 의해 측정된 분리 거리(110)는 감지된 정보와 함께 사용된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 조립체(102)에 의해 측정된 분리 거리들(110)은 다른 센서들, 제어기, 컴퓨터 등과 직접 통신하지 않고 시간 스탬프 또는 지리적 위치와 같은 다른 마커와 함께 수집될 수 있다. 이어서, 소프트웨어 구현 시스템은 측정 값들을 서로 정렬하기 위해 분리 거리(110) 및 다른 센서 데이터를 조화시킬 수 있다.
본 명세서에 설명된 센서 융합의 예들은 감지 조립체(102)와 하나의 다른 센서의 조합으로만 제한되지 않는다. 2개 이상의 추가적인 센서들에 의해 포착된 데이터 스트림들과 함께 감지 조립체(102)에 의해 검출된 분리 거리들(110) 및/또는 모션을 집계하기 위해 추가적인 센서들이 사용될 수 있다. 예를 들어, (마이크로폰으부터의) 오디오 데이터, (카메라로부터의) 비디오 데이터, 및 감지 조립체(102)로부터의 분리 거리들(110) 및/또는 모션은 집계되어 물리적 환경에 대한 보다 완전한 이해를 제공할 수 있다.
도 38은 일 실시예에 따른 감지 조립체(102)를 포함할 수 있는 감지 시스템(2800)의 개략도이다. 감지 시스템(2800)은 타겟 물체(2804)의 측방향 크기 데이터를 획득하는 센서(2802)를 포함한다. 예를 들어, 센서(2802)는 박스 또는 패키지의 2차원 이미지를 획득하는 카메라일 수 있다.
도 39는 센서(2802)에 의해 획득된 타겟 물체(2804)의 측방향 크기 데이터를 표현하는 개략도이다. 센서(2802)(또는 센서(2802)와 통신가능하게 결합된 제어 유닛)는 길이 치수(2806) 및 폭 치수(2808)와 같은 타겟 물체(2804)의 2차원 크기들을 측정할 수 있다. 예를 들어, 타겟 물체(2804)의 2차원 표면적(2900)은 센서(2802)에 의해 포착된 이미지로부터 계산될 수 있다. 일 실시예에서, 센서(2802)에 의해 형성된 이미지의 다른 유닛들 및 픽셀들의 수는 타겟 물체(2804)의 표면적(2900)을 결정하기 위해 카운팅되거나 측정될 수 있다.
도 40은 도 28 및 도 29에 도시된 타겟 물체(2804) 및 감지 조립체(102)의 다른 도면이다. 타겟 물체(2804)의 체적 또는 3차원 외측 표면적을 계산하기 위해, 감지 조립체(102)는 타겟 물체(2804)의 깊이 치수(2810)를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 감지 조립체(102)는 감지 조립체(102)와 센서(2802)에 의해 이미징되는 타겟 물체(2804)의 표면(3000)(예를 들어, 상부 표면) 사이의 분리 거리(110)를 측정할 수 있다. 감지 조립체(102)와, 타겟 물체(2804)가 있는 지지 표면(3004) 사이의 분리 거리(3002)가 공지된 또는 이전에 측정된 경우, 분리 거리(110)는 타겟 물체(2804)의 깊이 치수(2810)를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 측정된 분리 거리(110)는 깊이 치수(2810)를 계산하기 위해 공지된 또는 이전에 측정된 분리 거리(3002)로부터 감산될 수 있다. 깊이 치수(2810)는 타겟 물체(2804)의 체적을 계산하기 위해 타겟 물체(2804)의 측방향 크기 데이터(예를 들어, 폭 치수(2808) 및 길이 치수(2806))와 (예를 들어, 곱셈에 의해) 조합될 수 있다. 다른 예에서, 깊이 치수(2810)는 타겟 물체(2804)의 각각의 또는 하나 이상의 표면들의 표면적들을 계산하기 위해 측방향 크기 데이터와 조합될 수 있고, 이는, 이어서 타겟 물체(2804)의 외측 표면적을 계산하기 위해 조합될 수 있다. 감지 조립체(102)로부터 획득된 깊이 데이터를 센서(2802)에 의해 획득된 2차원 또는 측방향 데이터와 조합하는 것은, 패키지 선적, 상이한 크기의 타겟 물체들의 식별 또는 구별 등과 같이, 타겟 물체(2804)의 크기, 체적 또는 표면적이 측정될 애플리케이션들에서 유용할 수 있다.
도 36은 감지 시스템(2600)의 다른 실시예의 개략도이다. 감지 시스템(2600)은 도 11에 도시된 시스템(100)과 유사할 수 있다. 예를 들어, 시스템(2600)은 감지 조립체(102)(도 11에 도시됨)와 유사한 감지 조립체(2602)("레이더 유닛")를 포함할 수 있다. 감지 조립체(2602)가 도 36에서 "레이더 유닛"으로 라벨링되었지만, 대안적으로, 시스템(100)과 관련하여 전술된 바와 같이, 감지 조립체(2602)는 분리 거리들(110)을 결정하고 그리고/또는 타겟 물체(104)(예를 들어, 광)의 모션을 검출하기 위해 다른 기술 또는 매체를 사용할 수 있다.
조립체(2602)는 송신 안테나(204)(도 12에 도시됨)와 유사할 수 있는 송신 안테나(2604) 및 수신 안테나(206)(도 12에 도시됨)와 유사할 수 있는 수신 안테나(2606)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 안테나들(2604, 2606)은 케이블들(2608)을 사용하여 조립체(2602)에 연결된다. 케이블들(2608)은 안테나들(2604, 2606)이 타겟 물체(104)에 대해 즉석에서 재배치될 수 있도록 가요성일 수 있다. 예를 들어, 안테나들(2604, 2606)은 송신 신호들(106)이 타겟 물체(104)를 향해 송신되고 그리고/또는 에코들(108)이 타겟 물체(104)로부터 수신될 때 서로 및/또는 타겟 물체(104)에 대해, 또는 송신 신호들(106)의 송신과 에코들(108)의 수신 사이에서 이동될 수 있다.
안테나들(2604, 2606)은 시스템(2600)의 의사-바이스테틱(pseudo-bistatic) 동작을 제공하기 위해 이동될 수 있다. 예를 들어, 안테나들(2604, 2606)은 안테나들(2604, 2606)이 제자리에 고정된 경우, 그렇지 않으면 손실될 수 있는 에코들(108)을 캡처하기 위해 다양한 또는 임의의 위치들로 이동될 수 있다. 일 실시예에서, 안테나들(2604, 2606)은 타겟 물체(104)를 통한 송신 신호들(106)의 송신을 테스트하기 위해 타겟 물체(104)의 반대쪽에 위치될 수 있다. 타겟 물체(104)를 통한 송신 신호들(106)의 송신에서의 변화들은 감지되는 타겟 물체(104)의 물리적 변화들을 표시할 수 있다.
이러한 방식은 더 많은 수의 안테나들(2604 및/또는 2606)과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 그렇지 않으면 검출하기 어려울 수 있는 타겟 물체들(104)을 검출하기 위해 다수의 수신 안테나들(2606)이 사용될 수 있다. 다수의 송신 안테나들(2604)은, 그렇지 않으면 검출되지 않을 수 있는 송신 신호들(106)로 타겟 물체들(104)을 조명하기 위해 사용될 수 있다. 다수의 송신 안테나들(2604) 및 다수의 수신 안테나들(2606)이 동시에 사용될 수 있다. 송신 안테나들(2604) 및/또는 수신 안테나들(2606)은 동시에 사용될 수 있으며, 송신 신호(106)의 카피들을 송신하는 것, 또는 다수의 에코들(108)을 수신하는 것, 또는 감지 조립체(2602)는 관측들(예를 들어, 분리 거리들(110) 및/또는 검출된 모션)이 시간에 걸쳐 구축됨에 따라, 송신 안테나들(2604) 사이에서 그리고/또는 수신 안테나들(2606) 사이에서 스위칭될 수 있다.
도 27a 및 도 27b는 타겟 물체로부터의 분리 거리들 및/또는 타겟 물체의 모션을 감지하기 위한 방법(2700)의 일 실시예를 예시한다. 방법(2700)은 본 명세서에 설명된 시스템들 또는 감지 조립체들 중 하나 이상과 함께 사용될 수 있다.
2702에서, 비행 시간 및/또는 분리 거리의 대략적 스테이지 결정을 사용할지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 예를 들어, 시스템(100)(도 11에 도시됨)의 운영자는 수동으로 시스템(100)에 입력을 제공할 수 있고 그리고/또는 시스템(100)은 전술된 대략적 스테이지 결정을 사용할지 여부를 자동으로 결정할 수 있다. 대략적 스테이지 결정이 사용되는 경우, 방법(2700)의 흐름은 2704로 진행한다. 대안적으로, 방법(2700)의 흐름은 2718로 진행할 수 있다. 일 실시예에서, 대략적 스테이지는 또한 전술된 바와 같이, 분리 거리 및/또는 비행 시간을 결정하기 위해 송신 신호 및 수신된 에코 신호의 단일 채널(예를 들어, I 채널 또는 Q 채널 중 어느 하나)을 사용한다.
2704에서, 발진 신호가 대략적 송신 패턴과 혼합되어 송신 신호를 생성한다. 예를 들어, 발진 신호(216)(도 12에 도시됨)는 전술된 바와 같이, 송신 신호(106)(도 11에 도시됨)를 형성하기 위해 송신 패턴 신호(230)(도 12에 도시됨)의 디지털 펄스 시퀀스와 혼합된다.
2706에서, 송신 신호는 타겟 물체를 향해 송신된다. 예를 들어, 송신 안테나(204)(도 12에 도시됨)는 전술된 바와 같이, 타겟 물체(104)(도 11에 도시됨)를 향해 송신 신호(106)(도 11에 도시됨)를 송신할 수 있다.
2708에서, 타겟 물체로부터 반사된 송신 신호의 에코들이 수신된다. 예를 들어, 타겟 물체(104)(도 11에 도시됨)로부터 반사된 에코들(108)(도 11에 도시됨)은 전술된 바와 같이 수신 안테나(206)(도 12에 도시됨)에 의해 수신된다.
2710에서, 수신된 에코들은 기저대역 신호를 획득하기 위해 하향변환된다. 예를 들어, 에코들(108)(도 11에 도시됨)은 기저대역 에코 신호(226)(도 12에 도시됨)로 변환된다. 예를 들어, 수신된 에코 신호(224)는 송신 신호(106)(도 11에 도시됨)를 생성하기 위해 대략적 송신 패턴 신호(230)(도 12에 도시됨)와 혼합된 동일한 발진 신호(216)(도 12에 도시됨)와 혼합될 수 있다. 에코 신호(224)는 전술된 바와 같이 대략적 수신 데이터 스트림으로서 기저대역 에코 신호(226)(도 12에 도시됨)를 생성하기 위해 발진 신호(216)와 혼합될 수 있다.
2712에서, 기저대역 신호는 대략적 수신 데이터 스트림을 획득하기 위해 디지털화된다. 예를 들어, 이는 디지털화된 에코 신호(740)를 생성하기 위해 디지타이저(730)를 포함하는 기저대역 프로세서(232)를 통과할 수 있다.
2714에서, 관심 서브세트를 식별하기 위해 상관 윈도우(예를 들어, 대략적 상관 윈도우) 및 대략적 마스크가 데이터 스트림과 비교된다. 대안적으로, 마스크(예를 들어, 데이터 스트림의 하나 이상의 부분들을 제거하거나 변경하기 위한 마스크)는 사용되지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 송신 신호(106)(도 11에 도시됨)에 포함된 대략적 송신 패턴의 전부 또는 일부를 포함하는 대략적 상관 윈도우(320)(도 13에 도시됨)는 전술된 바와 같이, 디지털화된 에코 신호(740)(도 12에 도시됨)의 다양한 서브세트들 또는 일부들과 비교된다. 상관 값들은 데이터 스트림(226)의 다양한 서브세트들에 대해 계산될 수 있고, 관심 서브세트는 상관 값들을 비교함으로써, 예를 들어 가장 크거나 하나 이상의 다른 관심 서브세트들보다 큰 상관 값을 갖는 서브세트를 식별함으로써 식별될 수 있다.
2716에서, 송신 신호 및 에코의 비행 시간이 관심 서브세트의 시간 지연에 기초하여 계산된다. 이러한 비행 시간은 대략적 비행 시간으로 지칭될 수 있다. 전술된 바와 같이, 관심 서브세트는 송신 신호(106)(도 11에 도시됨)의 송신과 관심 서브세트의 제1 비트(또는 관심 서브세트의 다른 비트) 사이의 시간 랙(td)과 연관될 수 있다. 비행 시간은 시간 랙과 동일할 수 있으며, 비행 시간은 시간 랙에 기초할 수 있고, (예를 들어, 신호들의 전파를 위한) 상관 또는 상관 팩터는 전술된 바와 같이, 시간 랙을 비행 시간으로 수정하기 위해 사용된다.
2718에서, 분리 거리의 미세 스테이지 결정이 사용될지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, 분리 거리(110)(도 11에 도시됨)의 측정을 추가로 개선하기 위해 그리고/또는 타겟 물체(104)(도 11에 도시됨)의 모션을 모니터링 또는 추적하기 위해 미세 스테이지 결정을 사용하기 위한 결정이 자동으로 또는 수동으로 이루어질 수 있다. 미세 단계가 사용되는 경우, 방법(2700)의 흐름은 2720으로 진행될 수 있다. 한편, 미세 단계가 사용되지 않는 경우, 방법(2700)의 흐름은 2702으로 리턴될 수 있다.
2720에서, 발진 신호가 디지털 펄스 시퀀스와 혼합되어 송신 신호를 생성한다. 전술된 바와 같이, 미세 스테이지에서 사용되는 송신 패턴은 대략적 스테이지에서 사용되는 송신 패턴과는 상이할 수 있다. 대안적으로, 송신 패턴은 대략적 스테이지 및 미세 스테이지에 대해 동일할 수 있다.
2722에서, 송신 신호는 2706과 관련하여 전술된 바와 유사하게 타겟 물체를 향해 통신된다.
2724에서, 2708과 관련하여 전술된 바와 유사하게 타겟 물체로부터 반사된 송신 신호의 에코들이 수신된다.
2726에서, 수신된 에코들은 기저대역 신호를 획득하기 위해 하향변환된다. 예를 들어, 에코들(108)(도 11에 도시됨)은 기저대역 에코 신호(226)(도 12에 도시됨)로 변환된다.
2728에서, 기저대역 신호(226)는 미세 수신 패턴과 비교된다. 미세 수신 패턴은 전술된 바와 같이 대략적 비행 시간에 의해 지연될 수 있다. 예를 들어, 동일한 시작 또는 초기 시간 기준을 갖는 수신 패턴 및 기저대역 신호 둘 모두를 갖는 수신 패턴과 기저대역 신호를 비교하는 대신, 수신 패턴은 대략적 스테이지 결정에 의해 측정된 시간 지연과 동일한 시간만큼 지연될 수 있다. 이러한 지연된 수신 패턴은 또한 "대략적으로 지연된 미세 추출 패턴"(728)으로 지칭될 수 있다.
2730에서, 미세 데이터 스트림과 시간 지연 수신 패턴 사이의 시간 랙이 계산된다. 이러한 시간 랙은 도 8 내지 도 11과 관련하여 전술된 바와 같이 미세 데이터 스트림 및 시간 지연 수신 패턴의 파형들 사이의 시간적 중첩 또는 미스매치를 표현할 수 있다. 시간 지연은 미세 데이터 스트림과 시간 지연 수신 패턴 사이의 중첩을 표현하는 파형들의 에너지들로서 측정될 수 있다. 전술된 바와 같이, 시간 랙을 표현하는 시간 기간들(808, 810, 904, 906)(도 8 및 도 9에 도시됨)이 계산될 수 있다.
2732에서, 대략적 스테이지(예를 들어, "비행 시간 추정")에 의해 측정된 비행 시간은 시간 랙에 의해 개선된다. 예를 들어, 2730에서 계산된 시간 랙은 2716에서 계산된 비행 시간에 추가될 수 있다. 대안적으로, 시간 랙은 지정된 또는 공지된 분리 거리(110)(도 11에 도시됨)와 연관된 또는 그로부터 계산된 비행 시간과 같은 지정된 비행 시간에 추가될 수 있다.
2734에서, 비행 시간(2732에서 계산된 시간 랙을 포함함)은 전술된 바와 같이 타겟 물체로부터의 분리 거리를 계산하기 위해 사용된다. 이어서, 방법(2700)의 흐름은 루프 방식으로 2702로 리턴할 수 있다. 상기 방법들은 I 및 Q 채널들의 차이들을 추출하기 위해 도 22에서와 같은 병렬 경로들 또는 전술된 바와 같은 스위치 또는 멀티플렉싱된 경로를 사용하여 I 및 Q 채널들에 대해 별개로 또는 병렬로 반복될 수 있다. 이러한 차이들은 에코들의 위상을 해결하기 위해 검사될 수 있다.
일 실시예에서, (예를 들어, 2720 내지 2732와 관련하여 설명된 바와 같은) 미세 스테이지 결정의 수행은 전술된 바와 같이, 송신 신호 및 에코 신호의 채널들의 I 또는 Q 컴포넌트들 중 하나에 대해 수행된다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, 시간 지연 수신 패턴과 에코 신호(226) 사이의 시간적 중첩의 양을 측정하기 위해 에코 신호(226)(도 12에 도시됨)의 I 채널이 검사될 수 있다. 초 미세 스테이지 결정을 수행하기 위해, Q 채널과 같은 에코 신호의 다른 컴포넌트 또는 채널에 대해 유사한 검사가 수행될 수 있다. 예를 들어, 에코 신호(226)(예를 들어, 미세 스테이지)의 I 채널 분석은 동일한 에코 신호(226)(예를 들어, 초 미세 스테이지)의 Q 채널 분석과 동시에 또는 동일 시간에 수행될 수 있다. 대안적으로, 미세 스테이지 및 초 미세 스테이지는 순차적으로 수행될 수 있으며, I 또는 Q 채널들 중 하나는, 시간적 중첩을 결정하기 위해 Q 또는 I 채널들 중 다른 하나가 검사되기 전에 에코 신호 및 시간 지연 수신 패턴의 시간적 중첩을 결정하기 위해 검사된다. I 및 Q 채널들의 시간적 중첩들은 시간 랙들(예를 들어, I 및 Q 채널 시간 랙들)을 계산하기 위해 사용되며, 이는 대략적 스테이지 결정 또는 비행 시간의 추정에 추가될 수 있다. 이러한 비행 시간은 전술된 바와 같이 분리 거리(110)(도 11에 도시됨)를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 타겟의 모션 또는 분리 거리를 계산하기 위해 I 채널 및 Q 채널 내의 파형들의 시간 랙들이 검사되어 에코들의 위상들을 해결할 수 있다.
전술된 바와 같이, 초 미세 스테이지 결정은 대안적으로 또는 추가적으로 대략적 스테이지 결정과 유사한 프로세스를 수반할 수 있다. 예를 들어, 대략적 스테이지 결정은, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 데이터 스트림의 상이한 서브세트들의 상관 값들을 결정하고 그러한 상관 값들로부터 관심 서브세트 및 대응하는 비행 시간을 결정하기 위해 수신 패턴의 I 채널 및 데이터 스트림을 검사할 수 있다. 초 미세 스테이지 결정은, 전술된 바와 같이, 데이터 스트림의 상이한 서브세트들의 상관 값들을 결정하고 그러한 상관 값들로부터 관심 서브세트 및 비행 시간을 결정하기 위해 수신 패턴의 Q 채널 및 데이터 스트림을 사용할 수 있다. 타겟까지의 분리 거리 및/또는 비행 시간을 계산하기 위해 I 채널 및 Q 채널로부터의 비행 시간들이 조합될 수 있다(예를 들어, 평균화됨). 초 미세 스테이지 결정에 의해 계산된 상관 값들은 타겟까지의 분리 거리 및/또는 비행 시간을 결정하기 위해 대략적 스테이지 및/또는 미세 스테이지로부터의 시간 지연들에 추가될 수 있는 추가적인 시간 지연을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 타겟의 모션 또는 분리 거리를 계산하기 위해 I 채널 및 Q 채널 내의 파형들의 상관 값들이 검사되어 에코들의 위상들을 해결할 수 있다.
다른 실시예에서, 다른 방법(예를 들어, 타겟 물체까지의 분리 거리를 측정하기 위한 방법)이 제공된다. 이 방법은 송신 안테나로부터, 분리 거리만큼 송신 안테나로부터 분리된 타겟 물체를 향해 제1 전자기 송신 신호를 송신하는 단계를 포함한다. 제1 송신 신호는 디지털 비트들의 제1 시퀀스를 표현하는 제1 송신 패턴을 포함한다. 이 방법은 또한 타겟 물체로부터 반사되는 제1 송신 신호의 제1 에코를 수신하는 단계, 제1 에코를 제1 디지털화된 에코 신호로 변환하는 단계, 및 제1 송신 신호 및 에코의 비행 시간을 결정하기 위해 디지털 비트들의 제2 시퀀스를 표현하는 제1 수신 패턴을 제1 디지털화된 에코 신호와 비교하는 단계를 포함한다.
다른 양상에서, 방법은 또한 비행 시간에 기초하여 타겟 물체까지의 분리 거리를 계산하는 단계를 포함한다.
또 다른 양상에서, 방법은 또한 발진 신호를 생성하는 단계 및 제1 송신 신호를 형성하기 위해 발진 신호의 적어도 제1 부분을 제1 송신 패턴과 혼합하는 단계를 포함한다.
다른 양상에서, 제1 에코를 제1 디지털화된 에코 신호로 변환하는 것은 발진 신호의 적어도 제2 부분을 타겟 물체로부터 수신된 제1 에코에 기초한 에코 신호와 혼합하는 단계를 포함한다.
다른 양상에서, 제1 수신 패턴을 비교하는 것은 서브세트들에 대한 상관 값들을 계산하기 위해 제1 수신 패턴의 디지털 비트들의 시퀀스를 제1 디지털화된 에코 신호의 서브세트들에 매치시키는 것을 포함한다. 상관 값들은 제1 수신 패턴의 디지털 비트들의 시퀀스와 제1 디지털화된 에코 신호의 서브세트들 사이의 매치 정도들을 표현한다.
다른 양상에서, 디지털화된 에코 신호의 서브세트들 중 적어도 하나는 상관 값들에 기초하여 관심 서브세트로서 식별된다. 비행 시간은 송신 신호들의 송신과 관심 서브세트의 발생 사이의 시간 지연에 기초하여 결정될 수 있다.
다른 양상에서, 방법은 또한 전자기 제2 송신 신호를 타겟 물체를 향해 송신하는 단계를 포함한다. 제2 송신 신호는 디지털 비트들의 제2 시퀀스를 표현하는 제2 송신 패턴을 포함한다. 이 방법은 또한 타겟 객체로부터 반사되는 제2 송신 신호의 제2 에코를 수신하는 단계, 제2 에코를 제2 기저대역 에코 신호로 변환하는 단계, 및 제2 기저대역 에코 신호의 하나 이상의 파형들과 제2 수신 패턴의 하나 이상의 파형들 사이의 시간적 오정렬을 결정하기 위해 디지털 비트들의 제3 시퀀스를 표현하는 제2 수신 패턴을 제2 기저대역 에코 신호와 비교하는 단계를 포함한다. 제2 수신 패턴과 제2 기저대역 에코 신호 사이의 시간 랙을 표현하는 시간적 오정렬이 추출되고, 이어서 시간 랙이 계산된다.
다른 양상에서, 방법은 또한 비행 시간에 시간 랙을 추가하는 단계를 포함한다.
다른 양상에서, 제2 에코를 제2 디지털화된 에코 신호로 변환하는 것은 제2 기저대역 에코 신호의 동위상(I) 채널 및 제2 기저대역 에코 신호의 직교위상(Q) 채널을 형성하는 것을 포함한다. 제2 수신 패턴을 비교하는 것은 시간적 오정렬의 I 컴포넌트를 결정하기 위해 제2 수신 패턴의 I 채널을 제2 디지털화된 에코 신호의 I 채널과 비교하는 것 시간적 오정렬의 Q 컴포넌트를 결정하기 위해 제2 수신 패턴의 Q 채널을 제2 디지털화된 에코 신호의 Q 채널과 비교하는 것을 포함한다.
다른 양상에서, 비행 시간에 추가되는 시간 랙은 시간적 오정렬의 I 컴포넌트 및 시간적 오정렬의 Q 컴포넌트를 포함한다.
다른 양상에서, 방법은 또한 시간적 오정렬의 I 컴포넌트 및 시간적 오정렬의 Q 컴포넌트를 검사함으로써 제1 에코 및 제2 에코의 위상들을 해결하는 것을 포함하며, 여기서 비행 시간은 해결되는 위상들에 기초하여 계산된다.
다른 양상에서, 제1 송신 패턴, 제1 수신 패턴, 제2 송신 패턴, 또는 제2 수신 패턴 중 적어도 2개는 서로 상이하다.
다른 양상에서, 제1 송신 패턴, 제1 수신 패턴, 제2 송신 패턴, 또는 제2 수신 패턴 중 적어도 2개는 디지털 비트들의 공통 시퀀스를 포함한다.
다른 실시예에서, 송신기, 수신기 및 기저대역 프로세서를 포함하는 시스템(예를 들어, 감지 시스템)이 제공된다. 송신기는 송신 안테나로부터, 분리 거리만큼 송신 안테나로부터 분리된 타겟 물체를 향해 통신되는 제1 전자기 송신 신호를 생성하도록 구성된다. 제1 송신 신호는 디지털 비트들의 시퀀스를 표현하는 제1 송신 패턴을 포함한다. 수신기는 타겟 물체에서 반사되는 제1 송신 신호의 에코에 기초하는 제1 디지털화된 에코 신호를 생성하도록 구성된다. 상관기 디바이스는 제1 송신 신호 및 에코의 비행 시간을 결정하기 위해 디지털 비트들의 제2 시퀀스를 표현하는 제1 수신 패턴을 제1 디지털화된 에코 신호와 비교하도록 구성된다.
다른 양상에서, 기저대역 프로세서는 비행 시간에 기초하여 타겟 물체까지의 분리 거리를 계산하도록 구성된다.
다른 양상에서, 시스템은 또한 발진 신호를 생성하도록 구성된 발진 디바이스를 포함한다. 송신기는 제1 송신 신호를 형성하기 위해 발진 신호의 적어도 제1 부분을 제1 송신 패턴과 혼합하도록 구성된다.
다른 양상에서, 수신기는 발진 신호의 적어도 제2 부분을 수신하고, 제1 기저대역 에코 신호를 생성하기 위해 발진 신호의 적어도 제2 부분을 에코를 표현하는 에코 신호와 혼합하도록 구성된다.
다른 양상에서, 기저대역 에코 신호는 제1 디지털화된 에코 신호로 디지털화될 수 있고 상관기 디바이스는 서브세트들에 대한 상관 값들을 계산하기 위해 제1 수신 패턴의 디지털 비트들의 시퀀스를 제1 디지털화된 에코 신호의 서브세트들과 비교하도록 구성된다. 상관 값들은 제1 수신 패턴과 디지털화된 에코 신호의 디지털 비트들 사이의 매치 정도들을 표현한다.
다른 양상에서, 디지털화된 에코 신호의 서브세트들 중 적어도 하나는 상관 값들에 기초하여 상관기 디바이스에 의해 관심 서브세트로서 식별된다. 비행 시간은 제1 송신 신호의 송신과 제1 디지털화된 에코 신호에서 관심 서브세트의 발생 사이의 시간 지연에 기초하여 결정된다.
다른 양상에서, 송신기는 전자기 제2 송신 신호를 타겟 물체를 향해 송신하도록 구성된다. 제2 송신 신호는 디지털 비트들의 제2 시퀀스를 표현하는 제2 송신 패턴을 포함한다. 수신기는 타겟 물체에서 반사되는 제2 송신 신호의 제2 에코에 기초하여 제2 디지털화된 에코 신호를 생성하도록 구성된다. 기저대역 프로세서는 제2 디지털화된 에코 신호의 하나 이상의 파형들과 제2 수신 패턴의 하나 이상의 파형들 사이의 시간적 오정렬을 결정하기 위해 디지털 비트들의 제3 시퀀스를 표현하는 제2 수신 패턴을 제2 디지털화된 에코 신호와 비교하도록 구성된다. 시간적 오정렬은 비행 시간에 추가되는 제2 기저대역 에코 신호와 제2 수신 패턴 사이의 시간 지연을 표현한다.
다른 양상에서, 수신기는 제2 디지털화된 에코 신호의 동위상(I) 채널 및 제2 디지털화된 에코 신호의 직교위상(Q) 채널을 형성하도록 구성된다. 시스템은 또한 시간적 오정렬의 I 컴포넌트를 결정하기 위해 제2 수신 패턴의 I 채널을 제2 디지털화된 에코 신호의 I 채널과 비교하도록 구성된 기저대역 프로세싱 시스템을 포함할 수 있다. 기저대역 프로세싱 시스템은 또한 시간적 오정렬의 Q 컴포넌트를 결정하기 위해 제2 수신 패턴의 Q 채널을 제2 디지털화된 에코 신호의 Q 채널과 비교하도록 구성된다.
다른 양상에서, 비행 시간에 추가되는 시간 랙은 시간적 오정렬의 I 컴포넌트 및 시간적 오정렬의 Q 컴포넌트를 포함한다.
다른 양상에서, 기저대역 프로세싱 시스템은 시간적 오정렬의 I 컴포넌트 및 시간적 오정렬의 Q 컴포넌트에 기초하여 제1 에코 및 제2 에코의 위상들을 해결하도록 구성된다. 비행 시간은 해결되는 위상들에 기초하여 계산된다. 예를 들어, 비행 시간은 해결된 위상들에서 식별되거나 측정된 차이에 기초하여 미리 결정된 또는 지정된 양만큼 증가 또는 감소될 수 있다.
다른 실시예에서, (예를 들어, 타겟 물체까지의 분리 거리를 측정하기 위한) 다른 방법이 제공된다. 방법은 디지털 비트들의 제1 송신 패턴을 표현하는 파형들을 갖는 제1 송신 신호를 송신하는 단계, 및 제1 송신 신호의 제1 수신 에코에 기초하여 제1 디지털화된 에코 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 제1 디지털화된 에코 신호는 디지털 비트들의 데이터 스트림을 표현하는 파형들을 포함한다. 방법은 또한 하나 이상의 다른 서브세트들보다 제1 수신 패턴의 시간적 위치 및/또는 존재를 표시하는 관심 서브세트를 식별하기 위해 디지털 비트들의 제1 수신 패턴을 제1 디지털화된 에코 신호 내의 디지털 비트들의 데이터 스트림의 복수의 상이한 서브세트들과 비교하는 단계를 포함한다. 방법은 제1 디지털화된 에코 신호 내의 데이터 스트림의 시작과 관심 서브세트 사이의 시간 지연에 기초하여 제1 송신 신호 및 제1 수신 에코의 비행 시간을 식별하는 단계를 더 포함한다.
다른 양상에서, 방법은 또한 디지털 비트들의 제2 송신 패턴을 표현하는 파형들을 갖는 제2 송신 신호를 송신하는 단계, 및 제2 송신 신호의 제2 수신된 에코에 기초하는 제2 기저대역 에코 신호의 동위상(I) 컴포넌트 및 제2 기저대역 에코 신호의 직교위상(Q) 컴포넌트를 생성하는 단계를 포함한다. 제2 기저대역 에코 신호는 디지털 비트들의 데이터 스트림을 표현하는 파형들을 포함한다. 이 방법은 또한 디지털 비트들의 시퀀스를 표현하는 파형들의 시간 지연 제2 수신 패턴을 제2 기저대역 에코 신호와 비교하는 단계를 포함한다. 제2 수신 패턴은 관심 서브세트의 시간 지연만큼 제2 송신 신호의 송신 시간으로부터 지연된다. 제2 수신 패턴의 동위상(I) 컴포넌트는 제2 수신 패턴과 제2 기저대역 에코 신호 사이의 제1 시간적 오정렬을 식별하기 위해 제2 기저대역 에코 신호의 I 컴포넌트와 비교된다. 제2 수신 패턴의 직교위상(Q) 컴포넌트는 제2 수신 패턴과 제2 기저대역 에코 신호 사이의 제2 시간적 오정렬을 식별하기 위해 제2 기저대역 에코 신호의 Q 컴포넌트와 비교된다. 방법은 또한 제1 및 제2 시간적 오정렬들만큼 비행 시간을 증가시키는 단계를 포함한다.
다른 양상에서, 방법은 또한 제1 또는 제2 시간적 오정렬들 중 하나 이상의 변화들에 기초하여 타겟 물체의 모션을 식별하는 단계를 포함한다.
다른 양상에서, 제1 송신 패턴은 제1 수신 패턴과는 상이하다.
상기 설명이 제한이 아니라 예시하기 위한 것임을 이해하여야 한다. 예를 들어, 상술한 실시 형태(및/또는 이의 양태)는 서로 조합하여 사용될 수 있다. 또한, 본 주제의 범위를 벗어남이 없이 특정 상황 또는 재료를 본 발명의 교시에 적응시키기 위한 많은 수정이 행해질 수 있다. 본 명세서에 설명된 재료들의 치수들 및 유형들은 주제의 파라미터들을 정의하도록 의도되지만, 결코 제한적이 아니며 예시적인 실시예들이다. 많은 다른 실시예들은 상기 설명을 검토함으로써 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 명세서에 설명된 주제의 범주는 첨부된 특허청구범위의 자격을 갖는 등가물의 전체 범주와 함께, 그러한 특허청구범위를 참조하여 결정되어야 한다. 첨부된 특허청구범위에서, 용어 "포함하는" 및 "여기서"는 각각의 용어 "구비하는" 및 "여기서(wherein)"의 평이한 영문 등가물로서 사용된다. 더욱이, 아래의 특허청구범위에서, 용어 "제1", "제2", 및 "제3" 등은 단지 라벨로서 사용되며, 이들의 대상에 수치적 요건을 부과하도록 의도되지 않는다. 추가로, 이하의 특허청구범위의 제한은 수단-및-기능 형식으로 작성된 것이 아니며, 이러한 특허청구범위 제한이, 추가적 구조가 없는 기능의 진술이 후속하는 구문 "위한 수단"을 명시적으로 사용하지 않는 한 35 U.S.C. §112, 6번째 문단에 기초하여 해석되도록 의도되지 않는다.
이러한 기술된 설명은, 최상의 모드를 포함하는 주제의 여러 실시예들을 개시하고, 또한 당업자가 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 제조 및 사용하는 것 및 임의의 통합된 방법들을 수행하는 것을 포함하여 본 명세서에 개시된 실시예들을 실시할 수 있게 하기 위한 예들을 사용한다. 본 주제의 특허가능한 범위는 청구항들에 의해 정의되며, 당업자에게 착안되는 다른 예들을 포함할 수 있다. 이러한 다른 예들은, 이들이 청구항들의 문자적 언어와 상이하지 않은 구조적 엘리먼트들을 갖거나 또는 이들이 청구항들의 문자적 언어들로부터 실질적이지 않은 차이들을 갖는 등가적 구조적 엘리먼트들을 포함하면, 청구항들의 범위 내인 것으로 의도된다.
개시된 주제의 특정 실시예들에 대한 전술한 설명은 첨부된 도면들과 함께 읽을 때 더 잘 이해될 것이다. 도면들이 다양한 실시예들의 기능 블록들의 도면들을 예시하는 한, 기능 블록들은 반드시 하드웨어 회로부 사이의 구분을 표시하는 것은 아니다. 따라서, 예를 들어 기능 블록들(예를 들어, 프로세서들 또는 메모리들) 중 하나 이상은 단일 하드웨어(예를 들어, 범용 신호 프로세서, 마이크로제어기, 랜덤 액세스 메모리, 하드 디스크 등)로 구현될 수 있다. 유사하게, 프로그램들은 독립형 프로그램들일 수 있고, 운영 체제에서 서브루틴들로서 통합될 수 있으며, 설치된 소프트웨어 패키지의 기능들 등일 수 있다. 다양한 실시예들은 도면들에 도시된 배열들 및 수단으로 제한되지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수로 인용되고 단어 "a" 또는 "an"이 선행되는 요소 또는 단계는, 배제가 명시적으로 언급되지 않는 한, 상기 요소들 또는 단계들의 복수를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 더욱이, 본 주제의 "일 실시예"에 대한 언급들은 인용된 특징들을 또한 통합하는 추가적인 실시예들의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 더욱이, 반대로 명시적으로 언급되지 않는 한, 특정 속성을 갖는 요소 또는 복수의 요소들을 "구비하는", "포함하는" 또는 "갖는" 실시예들은 그 속성을 갖지 않는 추가적인 그러한 요소들을 포함할 수 있다.
본 명세서에 수반된 주제의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 전술된 시스템들 및 방법들에서 특정 변경들이 이루어질 수 있기 때문에, 상기 설명의 또는 첨부된 도면들에 도시된 모든 주제는 본 명세서의 개념들을 예시하는 예들로서만 해석되어야 하며 개시된 주제를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 개시의 다양한 실시예들은 시스템 버스를 통해 메모리 요소들에 직접 또는 간접적으로 결합된 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 프로그램 코드를 저장 및/또는 실행하기에 적합한 데이터 프로세싱 시스템에서 구현될 수 있다. 메모리 요소들은, 예를 들어, 프로그램 코드의 실제 실행 동안 이용되는 로컬 메모리, 대량 저장소, 및 실행 동안 대량 저장소로부터 코드가 조회되어야 하는 횟수를 감소시키기 위해 적어도 일부 프로그램 코드의 임시 저장소를 제공하는 캐시 메모리를 포함한다.
I/O 디바이스들(키보드들, 디스플레이들, 포인팅 디바이스들, DASD, 테이프, CD를, DVD들, 썸 드라이브들 및 다른 메모리 매체들 등을 포함하지만 이에 제한되지 않음)은 개재 I/O 제어기들을 통해 또는 직접적으로 시스템에 결합될 수 있다. 네트워크 어댑터들은 또한, 사설 또는 공용 네트워크들을 개입시키는 것을 통해 데이터 프로세싱 시스템이 원격 프린터들 또는 저장 디바이스들 또는 다른 데이터 프로세싱 시스템들에 결합될 수 있게 하기 위해 시스템에 결합될 수 있다. 모뎀들, 케이블 모뎀들 및 이더넷 카드들은 이용가능한 유형들의 네트워크 어댑터들 중 단지 일부이다.
본 개시는 시스템, 방법 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 프로세서로 하여금 본 개시의 양상들을 수행하게 하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 명령들을 갖는 컴퓨터 판독가능 저장 매체(또는 매체들)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 명령 실행 디바이스에 의해 사용하기 위한 명령들을 보유하고 저장할 수 있는 유형적 디바이스 장치일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 예를 들어, 전자 저장 디바이스, 자기 저장 디바이스, 광학 저장 디바이스, 전자기 저장 디바이스, 반도체 저장 디바이스, 또는 이들의 임의의 적절한 조합일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 보다 구체적인 예들의 비포괄적인 목록은, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 소거가능한 프로그래밍가능 판독 전용 메모리(EPROM 또는 플래시 메모리), 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM), 휴대용 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM), 디지털 다기능 디스크(DVD), 메모리 스틱, 플로피 디스크, 기계적으로 인코딩된 디바이스, 예를 들어, 명령들이 기록된 홈의 펀치-카드들 또는 상승된 구조들, 및 이들의 임의의 적절한 조합을 포함한다.
본 명세서에 설명된 컴퓨터 판독가능 프로그램 명령들은, 컴퓨터 판독가능 저장 매체로부터 각각의 컴퓨팅/프로세싱 디바이스들에, 또는 네트워크, 예를 들어, 인터넷, 로컬 영역 네트워크, 광역 네트워크 및/또는 무선 네트워크를 통해 외부 컴퓨터 또는 외부 저장 디바이스에 다운로드될 수 있다. 네트워크는 구리 송신 케이블들, 광학 송신 섬유들, 무선 송신, 라우터들, 방화벽들, 스위치들, 게이트웨이 컴퓨터들 및/또는 에지 서버들을 포함할 수 있다. 각각의 컴퓨팅/프로세싱 디바이스의 네트워크 어댑터 카드 또는 네트워크 인터페이스는 네트워크로부터 컴퓨터 판독가능 프로그램 명령들을 수신하고, 각각의 컴퓨팅/프로세싱 디바이스 내의 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장하기 위해 컴퓨터 판독가능 프로그램 명령들을 포워딩한다.
본 개시의 동작들을 수행하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 명령들은 어셈블러 명령들, ISA(instruction-set-architecture) 명령들, 머신 명령들, 머신 종속 명령들, 마이크로코드, 펌웨어 명령들, 상태-설정 데이터, 또는 Smalltalk, C++ 등과 같은 객체 지향적 프로그래밍 언어 및 "C" 프로그래밍 언어 또는 유사한 프로그래밍 언어들과 같은 종래의 절차적 프로그래밍 언어들을 포함하는 하나 이상의 프로그래밍 언어들의 임의의 조합으로 기록된 소스 코드 또는 객체 코드일 수 있다. 코드 세그먼트 또는 머신 실행가능 명령들은 절차, 함수, 서브프로그램, 프로그램, 루틴, 서브루틴, 모듈, 소프트웨어 패키지, 클래스, 또는 명령들, 데이터 구조들 또는 프로그램 스테이트먼트들의 임의의 조합을 표현할 수 있다. 코드 세그먼트는 정보, 데이터, 아규먼트들, 파라미터들 또는 메모리 콘텐츠들을 전달 및/또는 수신함으로써 다른 코드 세그먼트 또는 하드웨어 회로에 결합될 수 있다. 정보, 아규먼트들, 파라미터들, 데이터 등은 무엇보다도, 메모리 공유, 메시지 전달, 토큰 전달, 네트워크 송신을 포함하는 임의의 적절한 수단을 통해 전달, 포워딩 또는 송신될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 프로그램 명령들은 전적으로 사용자의 컴퓨터 상에서, 부분적으로 사용자의 컴퓨터 상에서, 독립형 소프트웨어 패키지로서, 부분적으로 사용자의 컴퓨터 상에서 그리고 부분적으로 원격 컴퓨터 상에서, 또는 전적으로 원격 컴퓨터 또는 서버 상에서 실행될 수 있다. 후자의 시나리오에서, 원격 컴퓨터는 로컬 영역 네트워크(LAN) 또는 광역 네트워크(WAN)를 포함하는 임의의 유형의 네트워크를 통해 사용자의 컴퓨터에 접속될 수 있거나, (예를 들어, 인터넷 서비스 제공자를 사용한 인터넷을 통해) 외부 컴퓨터에 대해 접속이 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 프로그래밍가능 로직 회로, 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이들(FPGA) 또는 프로그래밍가능 로직 어레이들(PLA)을 포함하는 전자 회로는, 본 개시의 양상들을 수행하기 위해, 전자 회로를 개인화하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 명령들의 상태 정보를 활용함으로써 컴퓨터 판독가능 프로그램 명령들을 실행할 수 있다.
본 개시의 양상들은 본 개시의 실시예들에 따른 방법들, 장치(시스템들) 및 컴퓨터 프로그램 제품들의 흐름도들 및/또는 블록도들을 참조하여 본 명세서에 설명된다. 흐름도들 및/또는 블록도들의 각각의 블록, 및 흐름도들 및/또는 블록도들의 블록들의 조합들은 컴퓨터 판독가능 프로그램 명령들로 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 본원에 개시된 실시예들과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 로직 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이 둘의 조합으로서 구현될 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 일반적으로 이들의 기능적 관점에서 앞서 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지, 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 대해 부과된 설계 제한들에 의존한다. 당업자들은 설명된 기능을 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식들로 구현할 수 있지만, 이러한 구현 결정들이 본 개시의 범주를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도면들의 흐름도 및 블록도들은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 시스템들, 방법들 및 컴퓨터 프로그램 제품들의 가능한 구현들의 아키텍처, 기능 및 동작을 예시한다. 이와 관련하여, 흐름도 또는 블록도들의 각각의 블록은 모듈, 세그먼트 또는 명령들의 일부를 표현할 수 있으며, 이는 특정된 논리 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행가능 명령들을 포함한다. 일부 대안적인 구현들에서, 블록에 언급된 기능들은 도면들에 언급된 순서와 다르게 발생할 수 있다. 예를 들어, 연속적으로 도시된 2개의 블록들은 사실상, 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나 또는 블록들은 수반되는 기능에 따라 때때로 역순으로 실행될 수 있다. 블록도들 및/또는 흐름도의 각각의 블록, 및 블록도들 및/또는 흐름도의 블록들의 조합들은, 특정 기능들 또는 동작들을 수행하거나 특수 목적 하드웨어 및 컴퓨터 명령들의 조합들을 수행하는 특수 목적 하드웨어 기반 시스템들에 의해 구현될 수 있음을 또한 유의할 것이다.
"이어서", "다음으로" 등과 같은 단어들은 단계들의 순서를 제한하는 것으로 의도되지 않으며; 이러한 단어들은 단지 방법들의 설명을 통해 독자를 안내하기 위해 사용된다. 프로세스 흐름도들이 순차적인 프로세스로서 동작들을 설명할 수 있지만, 동작들의 대부분은 병렬로 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 동작들의 순서는 재배열될 수 있다. 프로세스는 방법, 기능, 절차, 서브루틴, 서브프로그램 등에 대응할 수 있다. 프로세스가 기능에 대응할 때, 그 종료는 그 함수의, 호출 함수 또는 메인 함수로의 리턴에 대응할 수 있다.
특정한 예시적인 실시예들에 대해 설명된 특징들 또는 기능은 다양한 다른 예시적인 실시예들에서 및/또는 그와 조합 및 서브-조합될 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 바와 같이, 예시적인 실시예들의 상이한 양상들 및/또는 요소들은 유사한 방식으로 또한 조합 및 서브-조합될 수 있다. 추가로, 일부 예시적인 실시예들은, 개별적이든 및/또는 총괄적이든, 더 큰 시스템의 컴포넌트들일 수 있고, 다른 절차들은 이들의 적용에 비해 우선순위를 차지할 수 있고 그리고/또는 달리 수정할 수 있다. 추가적으로, 본 명세서에 개시된 바와 같이, 예시적인 실시예들 전에, 후에 및/또는 그와 동시에 다수의 단계들이 요구될 수 있다. 적어도 본 명세서에 개시된 바와 같은 임의의 및/또는 모든 방법들 및/또는 프로세스들은 임의의 방식으로 적어도 하나의 엔티티 또는 행위자를 통해 적어도 부분적으로 수행될 수 있다는 점에 유의한다.
바람직한 실시예들이 본 명세서에 상세히 묘사되고 설명되었지만, 당업자들은 본 개시의 사상을 벗어남이 없이 다양한 수정들, 추가들, 대체들 등이 이루어질 수 있음을 인식한다. 이와 같이, 이들은 다음의 청구항들에 정의된 바와 같이 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
Claims (21)
- 디바이스에 있어서,
프로세서, 메모리, 디스플레이 및 거리 센서를 호스팅하는 아이웨어 프레임을 포함하고, 상기 프로세서는 상기 메모리, 상기 디스플레이, 및 상기 거리 센서와 통신하고, 상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행가능한 명령들의 세트를 저장하고, 상기 명령들의 세트는,
물체에 기초한 판독을 획득하도록 상기 거리 센서에 요청하고;
상기 물체에 대한 상기 거리 센서의 위치를 결정하고;
상기 위치에 기초하여 시각적 콘텐츠를 생성하고;
상기 시각적 콘텐츠를 제시하도록 상기 디스플레이에 요청하도록
상기 프로세서에 지시하는 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 시각적 콘텐츠는 가상 현실 콘텐츠인 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 아이웨어 프레임은 카메라를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 카메라와 통신하고, 상기 명령들의 세트는,
이미지를 캡처하도록 상기 카메라에 요청하도록
상기 프로세서에 지시하고,
상기 시각적 콘텐츠는 상기 이미지 위에 제시되는 증강 현실 콘텐츠인 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 명령들의 세트는, 실시간으로 변하는 상기 위치에 기초하여 상기 시각적 콘텐츠를 실시간으로 수정하도록 상기 프로세서에 지시하는 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 시각적 콘텐츠는 상기 위치를 도시하는 맵인 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 시각적 콘텐츠는 맵 상의 경로인 것인, 디바이스. - 제6항에 있어서,
상기 경로는 상기 위치에 기초하여 상기 아이웨어 프레임에 의해 이미 이동된 것인, 디바이스. - 제6항에 있어서,
상기 경로는 상기 위치에 기초하여 상기 아이웨어 프레임에 의해 이동될 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 아이웨어 프레임은 상기 거리 센서를 내부적으로 호스팅하는 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 아이웨어 프레임은 상기 거리 센서를 외부적으로 호스팅하는 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 거리 센서는 무선파(radio wave)에 기초하여 상기 판독을 획득하는 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 시각적 콘텐츠는 내비게이션 콘텐츠인 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 시각적 콘텐츠는 경고 콘텐츠인 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 시각적 콘텐츠는 방향성 콘텐츠인 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 시각적 콘텐츠는 지시 콘텐츠인 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 시각적 콘텐츠는 비디오게임 콘텐츠인 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 시각적 콘텐츠는 몰입형 경험 콘텐츠인 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 시각적 콘텐츠는 교육 콘텐츠인 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 시각적 콘텐츠는 쇼핑 콘텐츠인 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 물체는 정의된 영역인 것인, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 물체는 상기 아이웨어 프레임에 대해 이동성인 것인, 디바이스.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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