KR20230116783A - 레이더 또는 lidar 빔 스티어링을 사용한 자기 속도 추정 - Google Patents

레이더 또는 lidar 빔 스티어링을 사용한 자기 속도 추정 Download PDF

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KR20230116783A
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마이클 존 해밀턴
자야크리슈난 우니크리슈난
우르스 니센
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Abstract

레이더 또는 LIDAR 측정을 위한 방법들, 시스템들, 컴퓨터 판독 가능한 매체들, 및 장치들이 제시된다. 일부 구성들은, 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성을 갖는 제1 빔을 송신하는 단계; 제1 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 트랜시버와 움직이는 오브젝트 사이의 거리를 계산하는 단계; 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성과 상이한 제2 주파수 특성을 갖는 제2 빔을 송신하는 단계 ― 제2 빔은 제2 빔의 축이 지평면과 교차하도록 지향됨 ― ; 및 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 트랜시버의 자기 속도를 계산하는 단계를 포함한다. 도로 차량(예컨대, 자동차) 사용에 관한 애플리케이션들이 설명된다.

Description

레이더 또는 LIDAR 빔 스티어링을 사용한 자기 속도 추정
[0001] 본 개시내용의 양상들은 동력 지상 차량들을 위한 레이더(radar) 또는 LIDAR-기반 센서들에 관한 것이다.
[0002] 레이더 신호들 ― 또는 일반적으로 전자기 신호들 ― 은 흔히 주변 환경에서 오브젝트(object)들의 존재를 검출하기 위해 사용된다. 예컨대, 자동차들에는 때때로, 근처 차량과 같은 다른 오브젝트에서 리플렉팅(reflect)된 대응하는 신호를 검출하기 위해 레이더 신호를 송신하는 레이더 유닛이 장착된다. 자동차 자체(즉, 레이더 유닛이 장착된 차량)의 속도 추정을 위해 그러한 레이더 신호들을 사용하는 것은 어려울 수 있다. 또한, 레이더 유닛이 장착된 차량의 속도는 자기 속도(ego velocity)로 지칭된다.
[0003] 일반적 구성에 따른 레이더 측정 방법은, 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성을 갖는 제1 빔을 송신하는 단계; 제1 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 트랜시버와 움직이는 오브젝트 사이의 거리를 계산하는 단계; 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성과 상이한 제2 주파수 특성을 갖는 제2 빔을 송신하는 단계 ― 제2 빔은 제2 빔의 축이 지평면(ground plane)과 교차하도록 지향됨 ― ; 및 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 트랜시버의 자기 속도를 계산하는 단계를 포함한다. 또한, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서로 하여금, 그러한 방법을 수행하게 하는 코드를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체들이 개시된다.
[0004] 일반적 구성에 따른 레이더 측정을 위한 장치는, 트랜시버; 및 트랜시버에 통신 가능하게 커플링된 프로세서를 포함한다. 프로세서는, 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성을 갖는 제1 빔을 송신하도록; 제1 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 트랜시버와 움직이는 오브젝트 사이의 거리를 계산하도록; 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성과 상이한 제2 주파수 특성을 갖는 제2 빔을 송신하도록 ― 제2 빔은 제2 빔의 축이 지평면과 교차하도록 지향됨 ― ; 그리고 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 트랜시버의 자기 속도를 계산하도록 구성된다.
[0005] 본 개시내용의 양상들은 예로서 예시된다. 첨부한 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 유사한 엘리먼트들을 표시한다.
[0006] 도 1a는 일반적 구성에 따른 레이더 측정을 위한 방법(M100)의 흐름도를 도시한다.
[0007] 도 1b는 일반적 구성에 따른 레이더 측정을 위한 장치(A100)의 블록 다이어그램을 도시한다.
[0008] 도 2a는 트랜시버가 차량의 전방 및/또는 후방에 로케이팅될 수 있는 레인지들의 예들을 도시한다.
[0009] 도 2b는 차량의 범퍼 뒤에 로케이팅된 트랜시버의 예를 도시한다.
[0010] 도 3a는 수평에 대해 약 - 45 도 내지 약 + 45 도 레인지의 송신 레이더 빔의 메인로브의 상이한 고도각(elevation angle)들의 예들을 도시한다.
[0011] 도 3b는 오브젝트 레인징을 위한 제1 동작 모드 및 자기 속도 추정을 위한 제2 동작 모드에서의 레이더 센서의 송신 빔 방향의 예들을 도시한다.
[0012] 도 4a 내지 도 4c는 레이더 빔의 상이한 입사각들에 대한, 자기 속도의 크기와 자기 속도의 방사형 컴포넌트 사이의 관계를 도시한다.
[0013] 도 5a는 전방 축에 대해 약 마이너스 45 도 내지 약 플러스 45 도 레인지의 수신 레이더 빔의 상이한 방위각들의 예들을 도시한다.
[0014] 도 5b는 3개의 상이한 방위각들에 대해 리플렉팅된 빔 측정들이 획득되는 예를 도시한다.
[0015] 도 6a는 트랜시버(XC20)의 송신기 부분(XC20A)의 예를 포함하는 블록 다이어그램을 도시한다.
[0016] 도 6b는 트랜시버(XC20)의 수신기 부분(XC20B)의 예를 포함하는 블록 다이어그램을 도시한다.
[0017] 도 7a 내지 도 7c는 3개의 상이한 시리즈들의 선형-주파수-변조 처프들의 예들을 도시한다.
[0018] 도 8a는 레인지 정보를 획득하기 위해 중간 주파수에서 수신된 빔 신호를 프로세싱하는 예를 도시한다.
[0019] 도 8b는 속도 정보를 획득하기 위해 일 시리즈의 레인지 FFT 벡터들을 프로세싱하는 예를 도시한다.
[0020] 도 9는 도로 표면에서의 빔 스팟의 폭의 예를 도시한다.
[0021] 도 10은 차량(V10)의 그러한 구현(V20)의 사시도이다.
[0022] 도 11은 하나 이상의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적 컴퓨터 시스템(1100)을 예시한다.
[0023] 차량 자동화를 위한 하나의 주요 태스크는 환경 추적이며, 이는 오브젝트 레인징을 포함하고, 또한 자기 차량, 즉, 환경을 추적하는 차량에 대한 정적 및 동적 타깃들(장애물들, 다른 차량들, 보행자들 등)의 포지션들 및 속도들을 추정하는 것을 포함할 수 있다. 차량 레이더의 사용이 점점 더 널리 퍼질 수 있고, 현대식 도로 차량(예컨대, 자동차 또는 승용차, 트럭)에는 통상적으로 환경 추적을 위한 하나 이상의 레이더 센서들이 장착된다. 통상적으로, 이러한 레이더 센서들은 자기 차량 주변의 정적 및 동적 타깃들(장애물들, 다른 차량들, 보행자들 등)의 (도플러 측정을 통한) 레인지 및 상대 속도를 측정하는 데 사용된다. 예컨대, 레이더 센서는 차량 부근의 오브젝트들(예컨대, 다른 차량들, 자전거 타는 사람들, 보행자들, 도로 특징들, 또는 장애물들)의 속도, 레인지, 및/또는 방향을 검출하는 데 사용될 수 있다. 그러한 검출은 보조 주행(예컨대, 적응형 크루즈 제어), 충돌 회피(예컨대, 비상 브레이크 보조), 및/또는 자율 주행과 같은 특징들을 지원하는 데 사용될 수 있다.
[0024] 차량 자동화를 위한 다른 주요 태스크는 자기 로컬라이제이션(ego localization)이며, 이는 세계 기준 프레임에서 자아 차량의 포지션 및 속도를 추정한다. 자기 로컬라이제이션을 위해 사용되는 센서들은 예컨대, IMU(inertial measurement unit)들, GNSS(global navigation satellite system)(예컨대, GPS(Global Positioning System)) 수신기들, 카메라들(가시광선 및/또는 적외선), LIDAR 센서들, 휠 속도 센서들 등을 포함할 수 있다. 이 센서 타입들 각각은 속도 추정의 문제들에 당면할 수 있다. 휠 속도 센서(예컨대, 속도계)에 의한 속도 측정들은 타이어 직경 변동들로 인한 에러를 포함할 수 있다. 그러한 변동들은 예컨대, 마모, 온도, 압력, 및/또는 차량 하중의 변화들로 인해 발생한다. 오도메트릭 센서들은 특히 저속에서 부정확할 수 있고, 또한 드리프트 및 미끄러짐에 의해 영향을 받을 수 있다. 시각 센서들(예컨대, 카메라들, LIDAR 센서들)은 강수량(예컨대, 비, 눈, 안개) 및 눈부심에 취약하며, 어둠 속에서 이용 가능하지 못할 수 있다. IMU(이는 하나 이상의 가속도계들, 자이로스코프들, 및/또는 자력계들을 포함할 수 있음)에 의해 생성된 상대적 측정들은 바이어스에 의해 손상될 수 있고, 지속적인 보정을 필요로 하며, 이는 통상적으로 GNSS 신호가 이용 가능하지 않을 때 디스에이블될 수 있는 GNSS 수신기를 사용하여 수행된다.
[0025] 강수량 및 도로 조건들에 견고하고 조명 조건들에 영향을 받지 않는 매우 정확한 자기 속도 추정치를 획득하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 차량 레이더 센서에 의한 측정들은 자기 차량 자체의 속도에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 이는 증가된 정확성 및 견고성으로 자기 로컬라이제이션 태스크를 해결하는 데 사용될 수 있다. 견고성의 양상은, 레이더가 통상적으로 자기 로컬라이제이션을 위해 사용되는 센서들과 상이한 장애 모드들을 갖는 중복 센서이기 때문에 특히 중요하다.
[0026] 불행하게도, 자기 속도 추정을 위해 레이더 센서의 도플러 측정들을 직접적으로 사용하는 것과 연관된 몇몇 문제들이 존재한다. 첫째, 레이더 센서는 통상적으로 환경 추적 태스크의 성능을 최적화하도록 구성된다. 구체적으로, 그러한 최적화는 명확하게 측정될 수 있는 최대 레인지와 명확하게 측정될 수 있는 최대 도플러 속도 사이의 트레이드-오프(trade-off)를 포함한다. 더 낮은 레이더 펄스 반복률(또한 "PRF(pulserepetition frequency)"라 칭해짐)은 최대 레인지를 증가시키지만 최대 도플러를 감소시키며, 그 반대도 마찬가지이다. 환경 추적 태스크들은 통상적으로 최소 100 미터까지의 레인지들에 대한 지원을 필요로 하여, 최대 명확한 도플러 측정은 통상적으로 상당히 작은 것: 일 예에서, 초당 플러스 또는 마이너스 6 미터(m/s)(약 시간당 플러스 또는 마이너스 15 마일(mph))인 것으로 구성된다. 결과적으로 매우 모호한 도플러 측정들은 자기 속도 추정 태스크를 어렵게 만든다.
[0027] 둘째, 정적 타깃들로부터의 레이더 리턴들은 단지 자기 속도에 대한 정보를 포함한다. 동적 타깃들로부터의 리턴들은 자기 속도 추정 태스크에 대한 이상치(outlier) 측정들을 구성한다. 특히 밀집된 트래픽에서, 이러한 범위 밖(outlying) 측정들을 필터링하는 것은 불가능하지는 않더라도 어려울 수 있다.
[0028] 이제 몇몇 예시적 구성들이 그 구성들의 일부를 형성하는 첨부 도면들과 관련하여 설명될 것이다. 본 개시내용의 하나 이상의 양상들이 구현될 수 있는 특정 구성들이 아래에서 설명되지만, 다른 구성들이 사용될 수 있고, 다양한 수정들이 본 개시내용의 범위 또는 첨부된 청구항들의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다.
[0029] 본원에서 논의된 특정 예들은 주로 승용차들에 관한 것이지만, 개시된 원리들, 방법들, 및 장치들은 더 일반적으로 화물 차량들(예컨대, 트럭들, 트랙터-트레일러들), 오토바이들, 및 대중 교통 차량들(예컨대, 버스들)을 포함하는 동력 도로 차량들에 관한 것이고, 또한 다른 지상 차량들(예컨대, 농장 차량들을 포함함)에 관한 것이며, 그러한 맥락들에서 이러한 원리들의 사용들이 구체적으로 고려되고 그에 의해 개시된다는 것을 이해할 것이다.
[0030] 도 1a는 태스크들(T10, T20, T30, 및 T40)을 포함하는 일반적 구성에 따른 레이더 측정을 위한 방법(M100)의 흐름도를 도시한다. 태스크(T10)는, 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성을 갖는 제1 빔을 송신하도록 장치를 동작시킨다. 예컨대, 장치는 레이더 센서일 수 있다. 제1 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 태스크(T20)는 트랜시버와 움직이는 오브젝트 사이의 거리를 계산한다. 태스크(T30)는, 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성과 상이한 제2 주파수 특성을 갖는 제2 빔을 송신하며, 여기서 제2 빔은 제2 빔의 축이 (예컨대, 트랜시버로부터 10 미터 이하의 거리에서) 지평면과 교차하도록 지향된다. 제1 주파수 특성 및 제2 주파수 특성은 예컨대, 펄스 대역폭, 펄스 지속기간, 펄스 반복률, 또는 펄스 형상일 수 있다. 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 태스크(T40)는 트랜시버의 자기 속도를 계산한다.
[0031] 방법(M100)의 일 예에서, 장치는 환경 추적 레이더 센서이고, 또한 증가된 정확성 및 견고성으로 자기 로컬라이제이션 태스크를 해결하는 데 사용될 수 있는 자기 속도 자체의 속도에 대한 정보를 획득하는 데 사용된다. 레이더 센서는 두 모드들: 전통적 오브젝트 레인징 모드 및 자기 속도 모드로 교번하여 동작된다. 종래의 방식으로 구현될 수 있는 오브젝트 레인징 모드 동안, 레이더 파형은 타깃 검출을 위해 최적화된다. 예컨대, 레이더는 타깃 검출들을 최대화하도록(예컨대, 낮은 PRF를 갖도록) 구성될 수 있다. 자기 속도 모드 동안, 레이더 파형이 자기 로컬라이제이션을 위해 최적화된다. 예컨대, 레이더는 자기 로컬라이제이션을 위한 도플러 측정들의 사용을 최대화하도록(예컨대, 높은 PRF를 갖도록) 구성될 수 있다. 시스템은, 환경 감지 모드와 자기 속도 모드 사이에서 초당 수회(예컨대, 2, 3, 4, 또는 5 내지 100, 이를테면, 10, 20, 또는 50의 레인지 내) 스위칭한다. 이 두 모드들이 교번되는 빈도 및 이들 각각이 사용되는 지속기간이 다른 시스템 요건들(이를테면, 업데이트 레이트 및 해상도)이 충족되도록 선택될 수 있다.
[0032] 또한, 방법(M100)은, 레이더 빔이 두 모드들로 상이하게 스티어링되도록, 빔 스티어링을 포함하도록 구현될 수 있다. 오브젝트 레인징 모드 동안, 레이더 빔은 지면으로부터 멀어지고 주변 타깃들을 향해 지향될 수 있다. 레이더가 자기 속도 모드로 동작될 때마다, 레이더 빔은 그것의 메인로브가 자기 차량 바로 앞의 지면에 부딪히도록 지향되도록 스티어링될 수 있다. 이 영역은 대부분의 상황들 하에 임의의 동적 오브젝트들이 없으며, 동적 타깃들로부터의 혼동이 회피될 수 있는 것으로 예상될 수 있다. 따라서, 자기 속도 모드로 측정된 레이더 리턴들은, 정적 타깃들로부터 나오고 차량의 자기 속도에 대한 이상치 없는 정보를 산출할 것으로 예상될 수 있다.
[0033] 도 1b는 트랜시버(XC10)에 통신 가능하게 커플링된 프로세서(P10)를 포함하는 일반적 구성에 따른 레이더 측정을 위한 장치(A100)(예컨대, 레이더 센서)의 블록 다이어그램을 도시한다. 프로세서(P10)(예컨대, 하나 이상의 디지털 신호 프로세서들을 포함할 수 있는 하나 이상의 프로세서들)는, 트랜시버(XC10)를 통해, 제1 주파수 특성을 갖는 제1 빔을 송신하도록; 제1 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 트랜시버(XC10)와 움직이는 오브젝트 사이의 거리를 계산하도록; 트랜시버(XC10)를 통해, 제1 주파수 특성과 상이한 제2 주파수 특성을 갖는 제2 빔을 송신하도록 ― 제2 빔은 제2 빔의 축이 지평면과 교차하도록 지향됨 ― ; 그리고 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 트랜시버(XC10)의 자기 속도를 계산하도록 구성된다. 예컨대, 프로세서(P10)는 그러한 액션들을 수행하게 하는 컴퓨터 실행 가능한 명령들을 실행하도록 구성될 수 있다. 제1 주파수 특성 및 제2 주파수 특성은 예컨대, 펄스 대역폭, 펄스 지속기간, 펄스 반복률, 또는 펄스 형상일 수 있다. 장치(A100)는, 트랜시버(XC10)가 하나 이상의 안테나들을 포함하고 레이더에 대한 프론트-엔드 프로세싱을 수행하고, 프로세서(P10)가 레이더에 대한 기저대역 프로세싱을 수행하도록 구현될 수 있다. 장치(A100)는 차량(예컨대, 전동(motorized) 도로 차량)에 설치될 수 있고, 더 큰 차량 자동화 시스템의 일부일 수 있다. 트랜시버(XC10)는 하나 이상의 기판들 상에 구현될 수 있고, 프로세서(P10)는 트랜시버(XC10)의 적어도 일부와 동일한 기판 상에 그리고/또는 다른 기판 상에 구현될 수 있다. 예컨대, 프로세서(P10)는 트랜시버(XC10)와 동일한 기판 상에 그리고/또는 동일한 하우징 내에 MCU(microcontroller unit) 및/또는 다른 로직을 포함할 수 있다. 장치(A100)는 전용 레이더 및/또는 LIDAR 센서로서 구현될 수 있지만, 장치(A100)는 또한 라디오-주파수(레이더) 및/또는 LIDAR 감지를 위해 또한 사용될 수 있는 전기통신을 위한 5G(예컨대, NR(New Radio)) 및/또는 mmWave(millimeter wave) 디바이스로서 구현될 수 있다. 프로세서(P10)는 예컨대, 5G 기저대역 프로세서로서 구현될 수 있다.
[0034] 차량 레이더 센서의 트랜시버는 펄스들(예컨대, "처프들")을 방출하고, 외부 오브젝트들 또는 "타깃들"(예컨대, 다른 차량들, 보행자들, 장애물들)로부터 펄스들의 리플렉션들을 수신한다. 트랜시버와 타깃 사이의 상대적 움직임은 트랜시버에서 리턴 신호의 페이즈가 한 펄스로부터 다음 펄스로 시프트되게 할 수 있다. 이러한 시프트(또한 "도플러 시프트"라 칭해짐)는 빔 축 방향의 상대적 이동의 속도(또한 속도의 방사형 컴포넌트라 칭해짐)에 비례한다.
[0035] 타깃의 상대적 움직임이 트랜시버를 향하지도 않고 트랜시버로부터 멀어지지도 않으면(예컨대, 트랜시버의 시야를 직접적으로 가로지르면), 상대적 움직임의 속도는 방사형 컴포넌트를 거의 갖지 않거나 또는 전혀 갖지 않는다. 이러한 이유로 인해, 자기 속도 측정을 지원하기 위해, 적어도 대부분 차량의 이동 축을 따라(예컨대, 전방 또는 후방 방향으로) 도로 표면으로부터 리플렉션들을 수신하도록 트랜시버(XC10)를 포지셔닝하는 것이 바람직할 수 있다. 도 2a는 트랜시버(XC10)가 차량(V10)(예컨대, 승용차)의 전방 및/또는 후방에 로케이팅될 수 있는 레인지들의 예들을 도시하며, 몇몇 특정 후보 로케이션들은 음영 원들에 의해 표시된다. 특정 예에서, (예컨대, 도 2a에서 이중 원에 의해 표시되는 바와 같이) 트랜시버(XC10)는 차량의 전면 중앙에 로케이팅된다.
[0036] 트랜시버(XC10)는 환경 감지(예컨대, 오브젝트 레인징)에 적절한 시야뿐만 아니라 자기 속도 측정에 적절한 시야를 제공하는 임의의 포지션에 로케이팅될 수 있다. 예컨대, (예컨대, 도 2b에 도시된 바와 같이) 트랜시버가 차량의 범퍼 뒤에 로케이팅되는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 경우, 범퍼는 빔에 대해 투명한 재료(예컨대, 수지 또는 다른 플라스틱)로 제조될 수 있거나, 또는 트랜시버는 그러한 재료로 커버되는 범퍼 내의 윈도우 뒤에 장착될 수 있다. 30, 40, 또는 50 내지 50, 60, 75, 또는 100 센티미터의 레인지의 도로 표면으로부터의 높이에 트랜시버를 장착하는 것이 바람직할 수 있다.
[0037] 트랜시버(XC10)는 약 77 GHz로 송신하도록 구현될 수 있다. 예컨대, 트랜시버(XC10)는 약 76 내지 81 GHz의 레인지에 걸쳐 빔을 방출하도록 구현될 수 있다. 이 주파수들에서, 빔의 파장은 대략 4 밀리미터이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 트랜시버(XC10)는 약 24 GHz(대략 12.5 밀리미터의 파장)의 대역 또는 100 GHz 이상과 같은 더 높은 주파수 레인지의 대역과 같은 다른 대역에서 송신하도록 구성될 수 있다. 도로 표면은 습한 조건 및 건조한 조건 모두 하에서 최소 요구 마찰 특성들을 제공하기에 충분한 텍스처 깊이를 가져야 하기 때문에, 임의의 도로 표면이 이러한 빔 주파수들에서 자기 속도를 지원하기에 충분한 후방산란을 생성할 것으로 예상될 수 있다.
[0038] 차량 레이더 센서의 트랜시버는 시간에 따라 변할 수 있는 고도각에서 넓은 빔(또한 "팬 빔"이라 칭해짐)을 송신하도록 구성될 수 있다. 도 3a는 수평에 대해 약 - 45 도 내지 약 + 45 도 레인지의 상이한 고도각들의 예들을 도시한다. 그러한 빔은 예컨대, 60, 90, 또는 120 내지 120, 150, 또는 180 도 레인지의 폭 및 예컨대, 5, 10, 20, 또는 25 내지 25, 30, 35, 또는 45 도의 레인지의 높이를 가질 수 있고, 폭 및 높이 중 어느 하나 또는 둘 모두는 시간에 따라 변할 수 있다. 한 고도각으로부터 다른 고도각으로의 빔의 스티어링은 디지털 방식으로 및/또는 (예컨대, 페이즈 시프터들의 어레이를 구성함으로써) 아날로그 회로망에서 수행될 수 있다. 또한, 트랜시버(XC10)가 한 번에 둘 이상의 빔을 송신하도록 구성되는 것이 가능하다.
[0039] 도 3b는 트랜시버(XC10)가 제1 방향으로 제1 시간에 오브젝트 레이징을 위한 빔을 방출하는 제1 동작 모드 및 트랜시버(XC10)가 제2 방향에 제2 시간에 자기 속도 추정을 위한 빔을 방출하는 제2 동작 모드의 예를 도시한다. 자기 속도 추정을 위한 빔의 축은 차량이 로케이팅되는 지평면과 교차한다. 이 예에서, 오브젝트 레인징을 위한 빔은 0 도의 고도각에 지향되고, 자기 속도 추정을 위한 빔은 마이너스 45 도의 고도각에 지향된다. 다른 예들에서, 오브젝트 레인징을 위한 빔은 (예컨대, 도로에서의 오브젝트들의 검출, 연석 검출 등을 위해) 더 낮은 고도각에 또는 (예컨대, 브리지들 또는 다른 돌출된 오브젝트들의 검출, 다른 차량의 높이 추정 등을 위해) 더 높은 고도각에 지향될 수 있다.
[0040] 자기 속도 추정을 위한 빔이 마이너스 3, 4, 5, 또는 10 도 내지 마이너스 10, 20, 30, 40, 45, 50 도 레인지의 고도각을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 자기 속도 추정을 위한 빔은 자기 차량이 따라갈 수 있는 차량이 보이지 않을 만큼 충분히 멀리 하향으로 각도 형성(angle)되는 것이 바람직할 수 있다. 마이너스 5 도의 고도각 및 50 센티미터의 트랜시버 높이에서, 빔 중앙은 트랜시버로부터 약 6 미터의 거리의 지면 상에 입사한다. 자기 속도 추정을 위한 빔의 고도는 예컨대, 트랜시버가 향하는 방향(예컨대, 전방 또는 후방)을 따라 가장 가까운 차량까지의 거리를 표시하는 정보에 따라 시간에 따라 변할 수 있다. 그러한 정보는, 트랜시버의 오브젝트 레인지 모드 동안, 차량의 하나 이상의 다른 센서들에 의해, 하나 이상의 다른 차량들에 의한 통신으로부터, 그리고/또는 기반구조 엔티티에 의한 통신으로부터 획득될 수 있다.
[0041] 고도각이 더 네거티브가 될수록, 도로 표면에서 빔의 입사각이 증가한다. 입사각이 증가함에 따라, 후방산란량(즉, 리플렉팅된 빔의 강도)이 증가할 것으로 예상될 수 있다. 방사형 속도 컴포넌트는, 입사각이 증가함에 따라 감소할 것으로 예상될 수 있고, 입사각의 코사인과 자기 속도의 곱으로서 컴퓨팅될 수 있다. 도 4a 내지 도 4c는 레이더 빔의 상이한 입사각들에 대한, 자기 속도의 크기와 자기 속도의 방사형 컴포넌트 사이의 관계를 도시한다. 도 4a의 예에서, 입사각은 45 도이고, 자기 속도의 방사형 컴포넌트의 크기는 자기 속도의 크기보다 2의 제곱근의 1/2 만큼 작다. 도 4b의 예는, 입사각이 증가함에 따라 방사형 컴포넌트의 크기가 감소되는 것(입사각이 법선에 근접함에 따라 0에 근접함)을 도시하고, 도 4c의 예는, 입사각이 감소함에 따라 방사형 컴포넌트의 크기가 증가하는 것(입사각이 0에 근접함에 따라 자기 속도의 크기에 근접함)을 도시한다.
[0042] 차량 레이더 센서는 통상적으로 넓은 방위각에 걸쳐 리플렉팅된 빔을 수신하도록 구성되며, 상이한 개개의 폭들 및/또는 방향들을 갖는 다수의 수신 빔들을 생성하기 위해 수신된 신호를 프로세싱하도록 구성될 수 있다. 도 5a는 전방 축에 대해 약 - 45 도 내지 약 플러스 45 도 레인지의 상이한 방위각들의 예들을 도시한다.
[0043] 트랜시버(XC10)가 자기 속도 추정을 위해 (예컨대, 도로 표면의 복수의 상이한 패치들로부터의) 다수의 수신 빔 스팟들으로부터 정보를 수신하는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 둘 이상의 방향으로 자기 속도 벡터의 컴포넌트들을 추정하는 것이 바람직할 수 있다. 도 5b는 리플렉팅된 빔의 측정들이 3개의 상이한 방위각들: 방위각이 0인 베어링에서 빔 스팟에 대한 방위각(예컨대, 바로 아래에 있는 도로 표면의 패치로부터의 리플렉션), 포지티브 방위각에서 빔 스팟에 대한 방위각(예컨대, 우측으로 아래에 있는 도로 표면의 패치로부터의 리플렉션), 및 네거티브 방위각에서 빔 스팟에 대한 방위각(예컨대, 좌측으로 아래에 있는 도로 표면의 패치로부터의 리플렉션)에 대해 획득되는 예를 도시한다. 좌측 및 우측 빔들의 절대 방위각들이 동일한 것이 바람직할 수 있지만, 반드시 필요한 것은 아니다. 방위각의 절대 값이 예컨대, 2, 3, 4, 또는 5 도 내지 5, 10, 15, 20, 또는 25 도 레인지에 있는 것이 바람직할 수 있고, 이 각은 차량의 최대 스티어링 각에 기초할 수 있다(예컨대, 이에 제한될 수 있음).
[0044] 장치(A100)는 프로세서(P10)의 구현(P20) 및 트랜시버(XC10)의 구현(XC20)을 포함하도록 구현될 수 있다. 도 6a는 트랜시버(XC20)의 송신기 부분(XC20A)의 예를 포함하는 블록 다이어그램을 도시하고, 도 6b는 트랜시버(XC20)의 수신기 부분(XC20B)의 예를 포함하는 블록 다이어그램을 도시한다. 이러한 특정 예들에서, 트랜시버(XC20)는 FMCW(frequency-modulated continuous-wave) 트랜시버이고, 펄스 신호를 송신기 및 수신기 부분들 모두에 제공하는 처프 생성기(CG10)를 포함한다. 송신기 부분(XC20A) 및 수신 부분(XC20B)은 동일한 기판 상에 또는 상이한 기판들 상에 구현될 수 있다. 다른 예들에서, 트랜시버(XC10)는 펄스-도플러 센서의 일부 또는 PMCW(phase-modulated continuous-wave) 센서의 일부로서 구현될 수 있다.
[0045] 처프 생성기(CG10)는 펄스들을 일 시리즈의 처프들로서 생성하며, 이는 아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이 주파수가 변한다. 또한, 트랜시버(XC20)는, n개의 송신 안테나 엘리먼트들(TA1, TA2, …, TAn)을 갖는 송신 어레이, 및 생성된 파형을 형상화하고, 원하는 방향(예컨대, 고도각)으로 빔을 생성하도록 송신 어레이를 구동시키는 n개의 송신 체인들의 세트를 포함한다. 도 6a의 예에서, n개의 송신 체인들 각각은 페이즈 시프터들(PS10-1, PS10-2, …, PS10-n) 중 개개의 것을 포함하며, 이는 프로세서(P20)로부터 대응하는 페이즈 시프트 값을 수신하고 그것을 생성된 파형에 적용한다. 프로세서(P20)는, 인접한 송신 안테나 엘리먼트들(TA1, TA2, …, TAn) 사이의 거리와 (예컨대, 센서가 환경 감지 모드에 있는지 아니면 자기 속도 추정 모드에 있는지에 따라) 현재 원하는 빔 방향과 같은 파라미터 값들에 기초하여 개개의 페이즈 시프트 값들을 계산한다. 또한, n개의 송신 체인들 각각은 전력 증폭기들(PA1, PA2, …, PAn) 중 개개의 것을 포함하며, 이는 페이즈 시프트된 파형으로 송신 안테나 엘리먼트들(TA1, TA2, …, TAn) 중 대응하는 것을 구동시킨다. 각각의 송신 체인은 또한 하나 이상의 다른 필터들, 발룬들 등과 같은 하나 이상의 다른 엘리먼트들을 포함하는 것을 이해한다. 송신 안테나 엘리먼트들(TA1, TA2, …, TAn)은 선형(1 차원) 어레이로, 2 차원 평면 어레이로, 또는 다른 구성으로 배열될 수 있다. 안테나 엘리먼트들에 의해 생성된 파들은 현재 원하는 방향으로 빔을 생성하기 위해 (개개의 페이즈 시프트들에 따라) 파괴적으로 그리고 건설적으로 간섭한다.
[0046] 또한, 트랜시버(XC20)는 리플렉팅된 펄스들(처프들)을 수신하는 m개의 수신 안테나 엘리먼트들(RA1, RA2, …, RAm)을 갖는 수신 어레이, 및 m개의 수신 체인들의 세트(여기서 m은 n과 동일하거나, 그 초과 또는 그 미만일 수 있음)를 포함한다. 수신 안테나 엘리먼트들(RA1, RA2, …, RAm)은 선형(1 차원) 어레이로, 2차원 평면 어레이로, 또는 다른 구성으로 배열될 수 있다. 이 예에서, n개의 송신 체인들 각각은, 대응하는 수신된 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기들(LNA1, LNA2, …, LNAm)의 개개의 것; 증폭된 신호를 처프 생성기(CG10)에 의해 생성된 파형과 믹싱하는 믹서들(MX1, MX2, …, MXm)의 개개의 것; 대응하는 IF(intermediate-frequency) 신호를 통과시키기 위해 대응하는 믹싱된 신호의 고주파 이미지를 차단하는 저역통과 필터들(LPF10, LPF20, …, LPFm) 중 개개의 것; 및 IF 증폭기들(IFA1, IFA2, …, IFAm) 중 개개의 것을 포함한다. 각각의 수신 체인이 또한, 하나 이상의 필터들, 발룬들 등과 같은 하나 이상의 다른 엘리먼트들을 포함할 수 있다는 것을 이해한다. ADC(analog-to-digital converter)들(10-1, 10-2, …, 10-m) 중 개개의 것은 대응하는 수신 체인으로부터의 증폭된 IF 신호를 프로세서(P20)에 제공되는 디지털 IF 신호로 변환한다. 다른 예에서, 트랜시버(XC20)는 프로세서(P20)에 제공하기 이전에, 디지털 IF 신호들(예컨대, 고속 푸리에 변환 또는 FFT)에 대한 추가 프로세싱을 수행한다.
[0047] 도 6b의 예에서, 프로세서(P20)는 원하는 방향들(예컨대, 도 5b를 참조하여 위에서 논의된 바와 같이, 원하는 빔 스팟들의 방향들)로 하나 이상의 수신 빔들을 생성하기 위해 디지털 IF 신호들에 대해 빔형성 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 프로세서(P20)는, 하나 이상의 상이한 DOA(directions of arrival)들 각각에 대해, 그 방향으로 스티어링되는 빔(예컨대, 도 5b에 도시된 바와 같은 좌측 빔, 중앙 빔, 및 우측 빔)을 표현하는 대응하는 합성 신호를 획득하도록 m개의 디지털 IF 신호들을 프로세싱할 수 있다. 각각의 원하는 빔에 대해 그리고 송신측 빔 방향 제어와 유사하게, 그러한 빔형성은 통상적으로, 상이한 대응하는 페이즈 시프트 값을 각각의 디지털 IF 신호에 적용하는 것을 포함한다.
[0048] 일 예에서, 디지털 신호 프로세서(P20)는, 원하는 빔 방향, 인접한 수신 안테나 엘리먼트들(RA1, RA2, …, RAn) 사이의 거리 등과 같은 파라미터 값들에 기초하여 개개의 페이즈 시프트 값들을 계산하고, 페이즈 시프트된 IF 신호들은 이들이 원하는 방향으로 빔을 생성하기 위해 (개개의 페이즈 시프트들에 따라) 파괴적으로 그리고 건설적으로 간섭하도록 합산된다. 다른 예들에서, 디지털 IF 신호들로부터 하나 이상의 빔 신호들을 생성하기 위해 상이한 빔형성 알고리즘들이 적용될 수 있다. 또 다른 예에서, 트랜시버(XC20)의 수신 부분은 믹싱 스테이지의 상류에서 (예컨대, 원하는 방향으로 수신 빔을 획득하기 위해, 페이즈 시프터들의 어레이를 사용하고, 페이즈 시프트된 신호들을 합산하여) RF 도메인에서 빔 스티어링을 수행하도록 구성될 수 있다. 빔을 수평으로 스티어링하기 위한 능력이 부족한 트랜시버(XC20)의 구현의 경우, 자기 속도 추정을 위한 일-스팟 측정을 위해 빔을 하향으로 지향하는 것이 바람직할 수 있다.
[0049] 처프 생성기(CG10)는 일 시리즈의 LFM(linear-frequency-modulated) 처프들로서 펄스들을 생성하도록 구성될 수 있다. 도 7a는 일 시리즈의 LFM 처프들의 일 예를 도시하며, 각각의 처프는 톱니 형상을 갖고, 시작 주파수 fc, 대역폭 Bc, 및 지속기간 Tc에 의해 특성화된다. 톱니 형태의 일 시리즈의 LFM 처프들의 경우, IF 대역폭 BIF는 다음의 표현에 따라 최대 레인지 Rmax, 처프 대역폭 Bc, 및 처프 지속기간 Tc로부터 계산할 수 있는 최대 주파수 시프트와 동일하며, 여기서 c는 광의 속도이다:
처프 대역폭이 5 GHz이고, 처프 지속기간이 50 마이크로초이고, 트랜시버로부터 도로 빔 스팟으로의 거리가 70 센티미터인 자기 속도 예의 경우, IF 대역폭은 약 0.5(1/2) MHz이다. 처프 대역폭이 5 GHz이고, 처프 지속기간이 50 마이크로초이고, 원하는 최대 레인지가 100 미터인 오브젝트 레인징 예인 경우, IF 대역폭은 약 33 MHz이다. 최대 PRF(pulse repetition frequency)는 칩 지속기간의 역수(reciprocal)와 동일하며; 일 시리즈의 연속적인 처프들이 인터벌로 분리되는 경우 PRF는 이 최대치보다 낮을 것이다.
[0050] 처프 대역폭은 예컨대, 1 내지 10 GHz(예컨대, 1, 2, 2.5, 3, 4, 4.5, 또는 5 GHz) 레인지의 값을 가질 수 있다. 처프 지속기간은 예컨대, 1, 2, 4, 또는 5 마이크로초 내지 50 또는 100 마이크로초(예컨대, 10, 20, 또는 30 마이크로초) 레인지의 값을 가질 수 있다. 처프 대역폭이 자기 속도 모드보다 오브젝트 레인징 모드에 대해 더 높도록 장치(A100)를 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 처프 지속기간이 자기 속도 모드보다 오브젝트 레인징 모드에 대해 더 길도록 장치(A100)를 구성하는 것이 바람직할 수 있다.
[0051] 도 7b는 변조의 상승 및 하강 시간들이 동일한 삼각형 형태의 일 시리즈의 LFM 처프들의 예를 도시하고, 도 7c는 변조의 상승 및 하강 시간들이 동일하지 않은 삼각형 형태의 일 시리즈의 LFM 처프들의 예를 도시한다. 또한, 시리즈의 각각의 처프의 세그먼트들(예컨대, 상승 세그먼트 및/또는 하강 세그먼트) 중 하나 이상이 비선형이고 그리고/또는 계단형이도록 도 7a, 도 7b, 및 도 7c에 도시된 바와 같이 처프 파형들 중 임의의 것을 수정하는 것이 가능하다. 그러한 예에서, 일 시리즈의 정현파 주파수 변조 처프들이 사용된다. 자기 속도 모드보다 오브젝트 레인징 모드에 대해 상이한 형태의 처프가 사용되도록 장치(A100)를 구성하는 것이 바람직할 수 있다.
[0052] 도 8a는 레인지 정보를 획득하기 위해 IF에서 수신된 빔 신호를 프로세싱하는 예를 도시한다. 신호의 각각의 리턴 처프에 대해, 프로세서(P10) 또는 트랜시버(XC10)는 리플렉팅된 처프에 의해 검출된 임의의 오브젝트들의 레인지들을 표시하는 대응하는 FFT(fast Fourier transform) 벡터를 획득하기 위해 FFT 동작(또한 "레인지 FFT"라 칭해짐)을 수행하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 레인지 FFT 벡터의 각각의 컴포넌트는 레인지 차원에서 상이한 값을 표현한다.
[0053] 도 8b는 속도 정보를 획득하기 위해 일 시리즈의 레인지 FFT 벡터들을 프로세싱하는 예를 도시한다. 프로세서(P10) 또는 트랜시버(XC10)는 검출된 오브젝트들의 방사형 속도들을 표시하는 2차원 어레이(또한 "히트 맵"이라 칭해짐)를 획득하기 위해 일 시리즈의 레인지 FFT 벡터들에 대해 제2 FFT 동작(또한 "도플러 FFT"라 칭해짐)을 수행하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 레인지 FFT 벡터의 각각의 레인지 컴포넌트에 대해, 도플러 FFT는 레인지 컴포넌트에 대한 대응하는 속도 벡터를 획득하기 위해 시리즈에 걸쳐 FFT 동작을 수행하며, 여기서 속도 벡터의 각각의 컴포넌트는 속도 차원에서 상이한 값을 표현한다.
[0054] 히트 맵의 속도 정보는 통상적으로 레인지 FFT 벡터들 간의 페이즈 차이들에 의해 표시되기 때문에, 송신 빔의 페이즈가 대응하는 시리즈의 레인지 FFT 벡터들에 걸쳐 코히런트하게(coherent) 유지되는 것이 바람직할 수 있다. 실질적으로, 일 시리즈의 레인지 FFT 벡터들이 연속적인 시리즈의 리턴 처프들로부터 오는 것이 바람직할 수 있다.
[0055] 자기 속도 측정을 지원하기 위해, 도로 표면의 동일한 패치로부터 리턴 빔의 다수의 샘플들을 획득하는 것이 바람직할 수 있다. 도로 표면의 패치를 샘플링하는 데 이용 가능한 시간은 패치의 사이즈 및 자기 속도에 의존하고, 패치의 사이즈는 빔의 입사각 및 폭에 의존한다. 도 9는 트랜시버(XC10)가 도로 표면으로부터 50 센티미터 위에 로케이팅되고, 빔의 입사각이 45 도이고, 수신 빔의 폭이 20 도인 예를 도시한다. 이 예에서, 도로 표면의 빔 스팟의 폭은 36 센티미터이다. 시간당 70 마일(초당 약 31 미터)의 고속도로 속도에서, 차량(V10)은 약 12 밀리초 동안 이 거리를 이동할 것이다. 이 기간 동안 25 kHz의 PRF(40 마이크로초 이하의 처프 지속기간에 대응함)에서 동작하는 레이더 트랜시버는 약 300 개의 처프들을 방출할 것이다.
[0056] 자기 속도의 방사형 속도 컴포넌트가 다음의 값을 초과할 때 자기 속도 측정 동안 도플러 주파수 앨리어싱이 발생할 수 있다:
여기서 PRF는 펄스 반복 주파수이고, c는 광의 속도이고, f는 빔 주파수이다. PRF가 25 kHz이고, 빔 주파수가 77 GHz인 예의 경우, 이 값은 초당 약 50 미터(시간당 약 110 마일)이다. 45 도의 빔 입사에 대해, 이 값은 초당 약 70 미터(시간당 약 160 마일)의 명확한 자기 속도 레인지에 대응한다. 도플러 주파수 앨리어싱이 자기 속도 추정에 대한 문제일 수 있는 경우에 대해, 하나 이상의 다른 센서들(예컨대, 속도계)로부터의 속도 추정치가 디앨리어싱을 위해 사용될 수 있다.
[0057] 위에서 설명된 바와 같이, 프로세서(P10)는, 트랜시버(XC10)로 하여금, 오브젝트 추적 모드와 자기 속도 모드 사이에서 초당 수회(예컨대, 2, 3, 4, 또는 5 내지 100, 이를테면, 10, 20, 또는 50의 레인지 내) 스위칭하게 하도록 구성될 수 있다. 이 두 모드들이 교번되는 빈도 및 이들 각각이 사용되는 지속기간이 다른 시스템 요건들(이를테면, 업데이트 레이트 및 해상도)이 충족되도록 선택될 수 있다. 또한, 이 두 모드들이 교번되는 빈도는 매우 동적인 접근법을 제공하기 위해 시간에 따라 변할 수 있다. 예컨대, 특정 시간에, 증가된 환경 추적 또는 증가된 자기 속도 추정이 요구되는지 여부에 따라 두 모드들 사이의 듀티 사이클이 변할 수 있다.
[0058] 또한, 환경 추적 및 자기 속도 감지 모드들의 조정은 장치(A(100))의 인스턴스가 각각 장착되고 서로 통신할 수 있는 차량들 간에 수행될 수 있다. 예컨대, 두 모드들 간의 듀티 사이클은 협력 형성(예컨대, 군집 주행)으로 이동하고 있는 상이한 차량들에 대해 상이할 수 있으며, 일부 차량들(예컨대, 리더(leader)들)은 환경 감지(전방 및/또는 위로 보기)를 수행하기 위해 더 많은 시간을 사용하는 반면, 다른 차량들(예컨대, 팔로워(follower)들)은 속도 감지(아래로 보기)를 수행하기 위해 더 많은 시간 공유를 사용한다. 또한, 교차 간섭을 감소시키기 위한, 시간 및/또는 주파수에 따른 차량들 간의 조정이 가능하고; 예컨대, 자기 속도 측정을 위한 하향 지향된 빔들은 간섭을 야기할 가능성이 낮다.
[0059] 자기 속도 측정(예컨대, 추정)과 더불어, (이를테면, 예컨대, 도로 잡음 추정, 및/또는 네거티브 장애물들(예컨대, 포트홀들), 일시적 높이 변동들(예컨대, 험프들), 고르지 않은 포장 도로, 및/또는 하나 이상의 환경 조건들(예컨대, 젖은 도로, 블랙 아이스)의 검출을 위해) 도로 조건들 및/또는 시그니처들(예컨대, 도로 표면 거칠기 특성화)을 감지하는 데 도로 패치로부터의 수신 빔의 리플렉션들로부터의 정보가 또한 사용될 수 있다. 장치(A100)는 하나 이상의 그러한 도로 조건들 및/또는 시그니처들을 결정하기 위해 예컨대, 딥 러닝(예컨대, 트레이닝된 신경 네트워크) 및/또는 고전적 알고리즘을 사용하여 하나 이상의 수신된 리플렉션들을 프로세싱하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 그러한 정보는 (예컨대, 딥 러닝(예컨대, 트레이닝된 신경 네트워크) 및/또는 고전적 알고리즘을 사용하여) 예컨대, 역반사체들 또는 다른 차선 마킹들을 검출함으로써 차량 로컬라이제이션을 지원하는 데 사용될 수 있다.
[0060] 장치(A100)가 레이더 센서로서 설명되지만, 본원에 개시된 원리들은 또한, 도플러 측정 및 (예컨대, 메타재료들 및/또는 MEMS 기반 미러들을 사용하여) 빔 스티어링을 지원하는 LIDAR 센서로서 장치(A100)를 구현하도록 확장될 수 있다.
[0061] 장치(A100)는 차량 자동화를 지원할 수 있는 하나 이상의 다른 센서들을 포함하는 차량에 설치될 수 있다. 도 8은 차량(V10)의 그러한 구현(V20)의 사시도이다. 차량(V20)은, 후방 미러 장착 카메라(806), 전면 펜더 장착 카메라(도시되지 않음), 사이드 미러 장착 카메라(도시되지 않음), 및 후면 카메라(도시되지 않지만 통상적으로, 트렁크, 해치(hatch), 또는 후면 범퍼 상에 있음)와 같은 하나 이상의 카메라들을 포함할 수 있다. 또한, 차량(V20)은, 오브젝트들을 검출하고 이 오브젝트들까지의 거리들을 측정하기 위한 LIDAR(804)를 가질 수 있고; LIDAR(804)은 흔히 루프(roof)에 장착되지만, 다수의 LIDAR 유닛들(804)이 존재하는 경우, 이들은 차량의 전면, 후면, 및 측면들 주위에 배향될 수 있다. 차량(V20)은 GNSS 수신기(통상적으로, 표시된 바와 같이, 루프 후면 상의 샤크 핀 유닛에 로케이팅됨), 다양한 무선 통신 인터페이스(이를테면, WAN, WLAN, V2X; 통상적으로 샤크 핀에 로케이팅됨(그러나 반드시 그러한 것은 아님))(802), 및 SONAR(810)(존재하는 경우, 통상적으로 차량의 두 측면들 상에 로케이팅됨)과 같은 다른 다양한 로케이션 관련 시스템들을 가질 수 있다. 또한, 타이어 압력 센서들, 가속도계들, 자이로들, 및 휠 로테이션(rotation) 검출, 및/또는 카운터들과 같은 다양한 휠 센서들(812) 및 구동 트레인 센서들이 존재할 수 있다. 일 실시예에서, LIDAR, 레이더, 카메라, GNSS, 및 SONAR과 같은 다양한 센서들을 통해 결정된 거리 측정들 및 상대적 로케이션들은, 센서로부터 다른 차량까지 또는 2개의 상이한 센서들(이를테면, 2개의 GNSS 수신기들) 사이의 거리 또는 벡터가 각각의 차량 상의 센서 포지션을 고려하여 점진적으로 증가하도록 상이한 차량들의 표면들 사이의 거리들 및 상대적 로케이션들을 결정하기 위해, 자동차 사이즈 및 형상 정보, 및 센서의 로케이션에 관한 정보와 조합될 수 있다. 따라서, 예컨대, GNSS 수신기에 대한 다양한 자동차 표면들의 상대적 로케이션에 기초하여 두 GNSS 수신기들 사이의 정확한 GNSS 거리 및 벡터를 수정하는 것이 바람직할 수 있다. 이 목록은 제한하는 것으로 의도되지 않고, 도 10은 장치(A100)의 인스턴스를 포함하는 차량의 일 실시예에서 다양한 센서들의 예시적 로케이션들을 제공하는 것으로 의도된다는 것을 실현한다.
[0062] 도 11은 장치(A100)의 하나 이상의 전자 컴포넌트들(예컨대, 트랜시버(XC10), 프로세서(P10))과 함께 이용되고 그리고/또는 이를 통합할 수 있는 예시적 컴퓨터 시스템(1100)을 예시한다. 특정 실시예들에서, 컴퓨터 시스템(1100)은 차량(예컨대, 차량(V10 또는 V20))에 배치된다. 도 11이 단지 다양한 컴포넌트들의 일반화된 예시를 제공하는 것을 의미하며, 그 컴포넌트들 중 임의의 또는 모든 컴포넌트가 적절하게 이용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 도 11은 개별 시스템 엘리먼트들이 상대적으로 분리된 또는 상대적으로 더 통합된 방식으로 어떻게 구현될 수 있는지를 광범위하게 예시한다.
[0063] 도 11에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(1100)은 버스(1105)(또는 적절한 경우 다른 유선 및/또는 무선 통신 기반구조)를 통해 통신 가능하게 커플링될 수 있는 하드웨어 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 하드웨어 엘리먼트들은, 하나 이상의 범용 프로세서들, 하나 이상의 특수 목적 프로세서들(이를테면, DSP(digital signal processor), 그래픽 가속 프로세서들, ASIC(application specific integrated circuit)들 등)을 제한 없이 포함할 수 있는 하나 이상의 프로세싱 유닛들(1110)을 포함할 수 있다. 프로세싱 유닛(들)(1110)은 예컨대, 레이더 신호들을 전송 및 수신하는 것, DFT들을 적용하는 것, 다른 레이더 소스로부터의 간섭을 검출하는 것, 및 수신된 레이더 신호에 기초하여 오브젝트의 거리 및 속도를 컴퓨팅하는 것을 포함하는 레이더 프로세싱을 수행할 수 있다. 프로세서(P10)는 프로세싱 유닛(들)(1110) 내에서 전체적으로 또는 부분적으로 구현될 수 있다. 예컨대, 프로세서(P10)는 애플리케이션 프로세서, 인포테인먼트 프로세서, 및/또는 ADAS(advanced driver assistance systems) 프로세서로서 적어도 부분적으로 구현될 수 있다.
[0064] 컴퓨터 시스템(1100)은 터치 스크린, 키보드, 터치 패드, 카메라, 마이크로폰 등을 제한 없이 포함할 수 있는 하나 이상의 입력 디바이스들(1115); 및 디스플레이 디바이스, 스피커들 등을 제한 없이 포함할 수 있는 하나 이상의 출력 디바이스들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
[0065] 컴퓨터 시스템(1100)은 추가로, 네트워크 카드, 적외선 통신 디바이스, 무선 통신 디바이스, 및/또는 칩셋(이를테면, Bluetooth® 디바이스, IEEE 802.11 디바이스, 또는 셀룰러 통신 설비들) 등을 제한 없이 포함할 수 있는 무선 통신 인터페이스(1130)를 포함할 수 있으며, 이는 컴퓨터 시스템(1100)이 외부 컴퓨터 시스템들 또는 전자 디바이스들과 통신하는 것을 가능하게 할 수 있다. 통신은 무선 신호들을 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 무선 통신 안테나(들)(도시되지 않음)를 통해 수행될 수 있다.
[0066] 입력 디바이스들(1115)은 추가로, 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 그러한 센서들은, 레이더 센서(예컨대, 트랜시버(XC10)를 포함하는 장치(A100)), 관성 센서(예컨대, 가속도계 및/또는 자이로스코프), 카메라, 자력계, 고도계, 마이크로폰, 초음파 센서, 광 센서 등의 하나 이상의 인스턴스들을 제한 없이 포함할 수 있으며, 이들 중 일부는 본원에 설명된 레이더 관련 프로세싱을 보완하고 그리고/또는 이를 용이하게 하는 데 사용될 수 있다.
[0067] 컴퓨터 시스템(1100)은 추가로, 안테나를 사용하여 하나 이상의 GNSS 위성들로부터 신호들을 수신하도록 동작 가능한 GNSS 수신기(802)를 포함할 수 있다. 신호들은 본원에 설명된 기법들을 보완 및/또는 통합하기 위해(예컨대, 처프 시퀀스들을 정렬하기 위한 공유 시간 기준을 도출하기 위해) 이용될 수 있다. 특정 실시예들에서, GNSS 신호들은 예컨대, 차량 네비게이션에 사용하기 위해, 컴퓨터 시스템(1100)의 지리적 로케이션을 결정하는 데 사용될 수 있다.
[0068] 컴퓨터 시스템(1100)은 추가로, 메모리(1135)를 포함하고 그리고/또는 메모리(1135)와 통신할 수 있다. 메모리(1135)는 로컬 및/또는 네트워크 액세스 가능한 저장소, 디스크 드라이브, 드라이브 어레이, 광학 저장 디바이스, 고체 상태 저장 디바이스, 이를테면, "RAM"(random access memory) 및/또는 "ROM"(read-only memory)을 제한 없이 포함할 수 있으며, 이는 프로그래밍 가능할 수 있고, 플래시-업데이트 가능할 수 있는 식일 수 있다. 그러한 저장 디바이스들은 다양한 파일 시스템들, 데이터베이스 구조들 등을 제한 없이 포함하여, 임의의 적절한 데이터 저장소들을 구현하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예들에서, 메모리(1135)는 송신 파형들에 대한 파라미터들을 포함하는 코드북을 저장할 수 있다.
[0069] 메모리(1135)는 컴퓨터 시스템(1100)의 하나 이상의 프로세서들(예컨대, 프로세싱 유닛들(1110))에 의해 실행 가능한 명령들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체를 포함할 수 있다. 그러한 명령들은 프로그램 코드, 예컨대, 운영 시스템(1140), 디바이스 구동기들, 실행 가능한 라이브러리들, 또는 다른 애플리케이션 프로그램들(1145)로서 저장될 수 있다. 메모리(1135)에 저장된 명령들은, 프로세서(들)로 하여금, 본원에 설명된 레이더 관련 프로세싱을 수행하게 하도록 구성될 수 있다. 단지 예로서, 위에서 논의된 도 1a의 방법(M100)과 관련하여 설명된 하나 이상의 프로시저들은 프로세싱 유닛(들)(1110)에 의해 실행 가능한 코드 및/또는 명령들로서 구현될 수 있다. 그런 다음, 일 양상에서, 그러한 코드 및/또는 명령들은 본원에 설명된 기법들에 따라 하나 이상의 동작들을 수행하도록 범용 컴퓨터 또는 다른 컴퓨팅 디바이스(예컨대, 프로세서(P10 또는 P20))를 구성 및/또는 적응시키는 데 사용될 수 있다.
[0070] 상당한 변형들이 특정 요건들에 따라 수행될 수 있음이 당업자들에게 자명할 것이다. 예컨대, 커스터마이징된 하드웨어가 또한 사용될 수 있고 그리고/또는 특정 엘리먼트들이 하드웨어, 소프트웨어(애플릿(applet)들 등과 같은 휴대용 소프트웨어를 포함함), 또는 둘 모두로 구현될 수 있다. 추가로, 네트워크 입력/출력 디바이스들과 같은 다른 컴퓨팅 디바이스들에 대한 연결이 사용될 수 있다.
[0071] 그 맥락에 의해 명백하게 제한되지 않으면, "신호"라는 용어가 와이어, 버스, 또는 다른 송신 매체 상에 표현된 바와 같은 메모리 로케이션(또는 메모리 로케이션들의 세트)의 상태를 포함하여, 통상의 의미들 중 임의의 의미를 표시하기 위해 본원에서 사용된다. 그 맥락에 의해 명백하게 제한되지 않으면, "생성하는"이라는 용어가 컴퓨팅 또는 그렇지 않으면 생산과 같은 통상의 의미들 중 임의의 의미를 표시하기 위해 본원에서 사용된다. 그 맥락에 의해 명백하게 제한되지 않으면, "계산하는"이라는 용어가 컴퓨팅, 평가, 추정, 및/또는 복수의 값들로부터 선택하는 것과 같은 통상의 의미들 중 임의의 의미를 표시하기 위해 본원에서 사용된다. 그 맥락에 의해 명백하게 제한되지 않으면, "획득하는"이라는 용어가 계산, 도출, (예컨대, 외부 디바이스로부터의) 수신, 및/또는 (예컨대, 저장 엘리먼트들의 어레이로부터의) 리트리브와 같은 통상의 의미들 중 임의의 의미를 표시하기 위해 사용된다. 그 맥락에 의해 명백하게 제한되지 않으면, "선택하는"이라는 용어가 둘 이상의 세트 중 적어도 하나 및 모두보다 적은 것을 식별, 표시, 적용, 및/또는 사용하는 것과 같은 통상의 의미들 중 임의의 의미를 표시하기 위해 사용된다. 그 맥락에 의해 명백하게 제한되지 않으면, "결정하는"이라는 용어가 판정, 설정, 결론, 계산, 선택, 및/또는 평가와 같은 통상의 의미들 중 임의의 의미를 표시하기 위해 사용된다. 본 설명 및 청구항들에서 "포함하는"이라는 용어가 사용되는 경우, 그것은 다른 엘리먼트들 또는 동작들을 배제하지 않는다. ("A는 B에 기초한다"에서와 같은) "~에 기초하는"이라는 용어는, 경우들 (i) "~로부터 도출된"(예컨대, "B는 A의 전구체이다"), (ii) "~에 적어도 기초하는"(예컨대, "A는 적어도 B에 기초한다"), 및 특정 맥락에서 적절한 경우, (iii) "~와 동일한"(예컨대, "A는 B와 동일함")을 포함하여, 통상의 의미들 중 임의의 의미를 표시하기 위해 사용된다. 유사하게, "~대한 응답으로"라는 용어는 "적어도 ~에 대한 응답으로"를 포함하여, 통상의 의미들 중 임의의 의미를 표시하기 위해 사용된다. 달리 표시되지 않으면, "A, B, 및 C 중 적어도 하나", "A, B, 및 C 중 하나 이상", "A, B, 및 C 중에서의 적어도 하나", 및 "A, B, 및 C 중에서의 하나 이상"은 "A 및/또는 B 및/또는 C"를 표시한다. 달리 표시되지 않으면, "A, B, 및 C 각각" 및 "A, B, 및 C 중에서의 각각"은 "A 및 B 및 C"를 표시한다.
[0072] 달리 표시되지 않으면, 특정 특징을 갖는 장치의 동작에 대한 임의의 개시내용은 또한 유사한 특징을 갖는 방법을 개시하는 것으로 명백하게 의도되고(그 반대도 마찬가지임), 특정 구성에 따른 장치의 동작에 대한 임의의 개시내용은 또한 유사한 구성에 따른 방법을 개시하는 것으로 명백하게 의도된다(그 반대도 마찬가지임). "구성(configuration)"이라는 용어는 그 특정 문맥에 의해 표시된 바와 같은 방법, 장치, 및/또는 시스템을 참조하여 사용될 수 있다. "방법", "프로세스", "프로시저", 및 "기법"이라는 용어들은 특정 맥락에 의해 달리 표시되지 않으면 일반적으로 그리고 상호 교환 가능하게 사용된다. 또한, 다수의 서브태스크들을 갖는 "태스크"는 방법이다. 또한, "장치" 및 "디바이스"라는 용어들은 특정 맥락에 의해 달리 표시되지 않으면 일반적으로 그리고 상호 교환 가능하게 사용된다. "엘리먼트" 및 "모듈"이라는 용어들은 통상적으로 더 큰 구성의 부분을 표시하기 위해 사용된다. 그 맥락에 의해 명백하게 제한되지 않으면, "시스템"이라는 용어가 "공통의 목적을 서빙하기 위해 상호 작용하는 엘리먼트들의 그룹"을 포함하여, 통상의 의미들 중 임의의 의미를 표시하기 위해 본원에서 사용된다.
[0073] 초기에 정관사에 의해 도입되지 않으면, 청구항 엘리먼트를 수정하는 데 사용되는 서수적 용어(예컨대, "제1", "제2", "제3" 등)는 그 자체로, 다른 청구항 엘리먼트와 관련하여 청구항 엘리먼트의 임의의 우선순위 또는 순서를 표시하는 것이 아니라, 오히려 청구항 엘리먼트를 동일한 이름을 갖는(그러나 서수적 용어를 사용함) 다른 청구항 엘리먼트로부터 단순히 구별한다. 맥락에 의해 명백하게 제한되지 않으면, "복수" 및 "세트"라는 용어들 각각은 1 초과의 정수 양을 표시하기 위해 본원에서 사용된다.
[0074] 본원에 개시된 바와 같은 장치 또는 시스템의 구현의 다양한 엘리먼트들은 의도된 애플리케이션에 적합하다고 간주되는 소프트웨어 및/또는 펌웨어와 하드웨어의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 예컨대, 그러한 엘리먼트들은 예컨대, 동일한 칩 상에 상주하거나 또는 칩셋의 2개 이상의 칩들 사이에 상주하는 전자 및/또는 광학 디바이스들로서 제작될 수 있다. 그러한 디바이스의 일 예는 트랜지스터들 또는 논리 게이트들과 같은 논리 엘리먼트들의 고정된 또는 프로그래밍 가능한 어레이이고, 이 엘리먼트들 중 임의의 엘리먼트는 하나 이상의 그러한 어레이들로서 구현될 수 있다. 이러한 엘리먼트들 중 임의의 둘 이상 또는 심지어 모두는 동일한 어레이 또는 어레이들 내에서 구현될 수 있다. 그러한 어레이 또는 어레이들은 하나 이상의 칩들 내에서(예컨대, 둘 이상의 칩들을 포함하는 칩셋 내에서) 구현될 수 있다.
[0075] 본원에 개시된 프로세서 또는 프로세싱하기 위한 다른 수단은 예컨대, 동일한 칩 상에 상주하거나 또는 칩셋 내의 둘 이상의 칩들 사이에 상주하는 하나 이상의 전자 및/또는 광학 디바이스들로서 제작될 수 있다. 그러한 디바이스의 일 예는 트랜지스터들 또는 논리 게이트들과 같은 논리 엘리먼트들의 고정된 또는 프로그래밍 가능한 어레이이고, 이 엘리먼트들 중 임의의 엘리먼트는 하나 이상의 그러한 어레이들로서 구현될 수 있다. 그러한 어레이 또는 어레이들은 하나 이상의 칩들 내에서(예컨대, 둘 이상의 칩들을 포함하는 칩셋 내에서) 구현될 수 있다. 그러한 어레이들의 예들은 마이크로프로세서들, 임베딩된 프로세서들, IP 코어들, DSP(digital signal processor)들, FPGA(field-programmable gate array)들, ASSP(application-specific standard product)들, 및 ASIC(application-specific integrated circuit)들과 같은 논리 엘리먼트들의 고정된 또는 프로그래밍 가능한 어레이들을 포함한다. 또한, 본원에 개시된 바와 같은 프로세서 또는 프로세싱을 위한 다른 수단은 하나 이상의 컴퓨터들(예컨대, 하나 이상의 명령 세트들 또는 하나 이상의 명령 시퀀스들을 실행하도록 프로그래밍된 하나 이상의 어레이들을 포함하는 머신들) 또는 다른 프로세서들로서 구현될 수 있다. 프로세서가 임베딩된 디바이스 또는 시스템의 다른 동작에 관한 태스크와 같은, 방법(M100)(또는 본원에 설명된 장치 또는 시스템의 동작을 참조하여 개시된 바와 같은 다른 방법)의 구현의 프로시저에 직접적으로 관련되지 않은 태스크들을 수행하거나 또는 다른 명령 세트들을 실행하기 위해, 본원에 설명된 바와 같은 프로세서가 사용되는 것이 가능하다. 또한, 본원에 개시된 바와 같은 방법의 일부가 하나 이상의 다른 프로세서들의 제어 하에 수행되는 것이 가능하다.
[0076] 본원에 개시된 방법들의 태스크들 각각은 직접 하드웨어로, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 이 둘의 조합으로 구현될 수 있다. 본원에 개시된 바와 같은 방법의 구현의 전형적 애플리케이션에서, 논리 엘리먼트들(예컨대, 논리 게이트들)의 어레이는 방법의 다양한 태스크들 중 하나, 둘 이상, 또는 심지어 모두를 수행하도록 구성된다. 또한, 태스크들 중 하나 이상(가능하게는 모두)은 논리 엘리먼트들(예컨대, 프로세서, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 다른 유한 상태 머신)의 어레이를 포함하는 머신(예컨대, 컴퓨터)에 의해 판독 가능한 및/또는 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 제품(예컨대, 디스크들, 플래시, 또는 다른 비휘발성 메모리 카드들, 반도체 메모리 칩들 등과 같은 하나 이상의 데이터 저장 매체들)에 구현된 코드(예컨대, 하나 이상의 명령 세트들)로서 구현될 수 있다. 또한, 본원에 개시된 바와 같은 방법의 구현의 태스크들이 둘 이상의 그러한 어레이 또는 머신에 의해 수행될 수 있다.
[0077] 하나 이상의 예시적 실시예들에서, 본원에 설명된 동작들이 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 그러한 동작들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 컴퓨터 판독 가능한 매체 상에 저장되거나 또는 컴퓨터 판독 가능한 매체를 통해 송신될 수 있다. "컴퓨터 판독 가능한 매체들"이라는 용어는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체들 및 통신(예컨대, 송신) 매체들 모두를 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체들은, 반도체 메모리(동적 또는 정적 RAM, ROM, EEPROM, 및/또는 플래시 RAM을 제한 없이 포함할 수 있음) 또는 강유전체, 자기저항, 오보닉, 폴리머, 또는 페이즈-변화 메모리; CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장소; 및/또는 자기 디스크 저장 또는 다른 자기 저장 디바이스들과 같은 저장 엘리먼트들의 어레이를 포함할 수 있다. 그러한 저장 매체들은 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 정보를 저장할 수 있다. 통신 매체들은, 한 장소로부터 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전달을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하여, 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드를 반송하기 위해 사용될 수 있고, 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 연결수단(connection)이 컴퓨터 판독 가능한 매체로 적절히 칭해진다. 예컨대, 소프트웨어가 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어(twisted pair), DSL(digital subscriber line), 또는 (적외선, 라디오, 및/또는 마이크로파와 같은) 무선 기술을 사용하여 송신되는 경우, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어, DSL, 또는 (적외선, 라디오, 및/또는 마이크로파와 같은) 무선 기술이 매체의 정의 내에 포함된다. 본원에서 사용되는 디스크(disk 및 disc)는 CD(compact disc), 레이저 디스크(disc), 광학 디스크(disc), DVD(digital versatile disc), 플로피 디스크(disk), 및 Blu-ray Disc™(Blu-Ray Disc Association, Universal City, Calif.)을 포함하며, 여기서 디스크(disk)들은 통상적으로 데이터를 자기적으로 재생하는 반면, 디스크(disc)들은 레이저들을 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 또한, 위의 것들의 조합들이 컴퓨터 판독 가능한 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다.
[0078] 일 예에서, 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서로 하여금, 본원에 설명된 바와 같은 레이더 측정 방법을 수행하게 하는 코드를 포함한다.
[0079] 이전의 설명은 당업자가 개시된 구현들을 실시하거나 또는 사용할 수 있도록 제공된다. 이 구현들에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 자명할 것이고, 본원에서 정의되는 원리들은 개시내용들의 범위로부터 벗어나지 않으면서 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 개시내용은 본원에 나타낸 구현들에 제한되는 것으로 의도되지 않지만, 다음의 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 원리들 및 신규 특징들과 일치하는 가능한 가장 넓은 범위를 따를 것이다.
[0080] 이 설명의 관점에서 실시예들은 특징들의 상이한 조합들을 포함할 수 있다. 구현 예들이 다음의 넘버링(number)된 조항들에 설명된다:
조항 1. 레이더 측정을 위한 장치는, 트랜시버; 및 트랜시버에 통신 가능하게 커플링된 프로세서를 포함하며, 프로세서는, 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성을 갖는 제1 빔을 송신하도록; 제1 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 장치와 오브젝트 사이의 거리를 결정하도록; 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성과 상이한 제2 주파수 특성을 갖는 제2 빔을 송신하도록 ― 제2 빔은 제2 빔의 축이 지평면과 교차하도록 지향됨 ― ; 그리고 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 장치의 자기 속도를 결정하도록 구성된다.
조항 2. 조항 1에 따른 장치에 있어서, 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션은 도로 표면으로부터의 후방산란에 기초한다.
조항 3. 조항 1 또는 조항 2에 따른 장치에 있어서, 제2 빔을 송신하는 것은, 트랜시버로 하여금, 제2 빔의 축이 트랜시버로부터 10 미터 이하의 거리에서 지평면과 교차하도록 제2 빔을 지향하게 하는 것을 포함한다.
조항 4. 조항 1 내지 조항 3 중 어느 한 조항에 따른 장치에 있어서, 프로세서는, 트랜시버의 동작이 제1 빔을 송신하는 것과 제2 빔을 송신하는 것 사이에서 초당 복수 회 스위칭하게 하도록 구성된다.
조항 5. 조항 1 내지 조항 4 중 어느 한 조항에 따른 장치에 있어서, 제1 빔은 제1 시리즈의 주파수-변조 펄스들을 포함하고, 제2 빔은 제2 시리즈의 주파수-변조 펄스들을 포함하고, 제1 주파수 특성은 제1 시리즈의 펄스의 특성이고, 제2 주파수 특성은 제2 시리즈의 펄스의 특성이다.
조항 6. 조항 5에 따른 장치에 있어서, 제1 주파수 특성은 제1 시리즈의 펄스의 대역폭이고, 제2 주파수 특성은 제2 시리즈의 펄스의 대역폭이고, 제1 주파수 특성은 제2 주파수 특성보다 높다.
조항 7. 조항 5에 따른 장치에 있어서, 제1 주파수 특성은 제1 시리즈의 펄스의 지속기간이고, 제2 주파수 특성은 제2 시리즈의 펄스의 지속기간이고, 제1 주파수 특성은 제2 주파수 특성보다 길다.
조항 8. 조항 1 내지 조항 7 중 어느 한 조항에 따른 장치에 있어서, 제1 주파수 특성은 제1 빔의 펄스 반복률이고, 제2 주파수 특성은 제2 빔의 펄스 반복률이고, 제1 주파수 특성은 제2 주파수 특성보다 낮다.
조항 9. 조항 1 내지 조항 8 중 어느 한 조항에 따른 장치에 있어서, 제1 빔을 송신하는 것은, 트랜시버로 하여금, 제1 빔의 축의 방향이 수평 방향 아래에 있지 않도록 제1 빔을 지향하게 하는 것을 포함한다.
조항 10. 조항 1 내지 조항 9 중 어느 한 조항에 따른 장치에 있어서, 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보는 도로 표면의 복수의 상이한 패치들 각각으로부터의 정보를 포함한다.
조항 11. 레이더 측정 방법은, 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성을 갖는 제1 빔을 송신하는 단계; 제1 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 트랜시버와 움직이는 오브젝트 사이의 거리를 계산하는 단계; 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성과 상이한 제2 주파수 특성을 갖는 제2 빔을 송신하는 단계 ― 제2 빔은 제2 빔의 축이 지평면과 교차하도록 지향됨 ― ; 및 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 트랜시버의 자기 속도를 계산하는 단계를 포함한다.
조항 12. 조항 11에 따른 방법에 있어서, 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션은 도로 표면으로부터의 후방산란에 기초한다.
조항 13. 조항 11 또는 조항 12에 따른 방법에 있어서, 제2 빔을 송신하는 단계는, 트랜시버로 하여금, 제2 빔의 축이 트랜시버로부터 10 미터 이하의 거리에서 지평면과 교차하도록 제2 빔을 지향하게 하는 단계를 포함한다.
조항 14. 조항 11 내지 조항 13 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 방법은 제1 빔을 송신하는 것과 제2 빔을 송신하는 것 사이에서 트랜시버의 동작을 초당 복수 회 스위칭하는 단계를 포함한다.
조항 15. 조항 11 내지 조항 14 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 제1 빔은 제1 시리즈의 주파수-변조 펄스들을 포함하고, 제2 빔은 제2 시리즈의 주파수-변조 펄스들을 포함하고, 제1 주파수 특성은 제1 시리즈의 펄스의 특성이고, 제2 주파수 특성은 제2 시리즈의 펄스의 특성이다.
조항 16. 조항 15에 따른 방법에 있어서, 제1 주파수 특성은 제1 시리즈의 펄스의 대역폭이고, 제2 주파수 특성은 제2 시리즈의 펄스의 대역폭이고, 제1 주파수 특성은 제2 주파수 특성보다 높다.
조항 17. 조항 15에 따른 방법에 있어서, 제1 주파수 특성은 제1 시리즈의 펄스의 지속기간이고, 제2 주파수 특성은 제2 시리즈의 펄스의 지속기간이고, 제1 주파수 특성은 제2 주파수 특성보다 길다.
조항 18. 조항 11 내지 조항 17 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 제1 주파수 특성은 제1 빔의 펄스 반복률이고, 제2 주파수 특성은 제2 빔의 펄스 반복률이고, 제1 주파수 특성은 제2 주파수 특성보다 낮다.
조항 19. 조항 11 내지 조항 18 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 제1 빔을 송신하는 단계는, 트랜시버로 하여금, 제1 빔의 축의 방향이 수평 방향 아래에 있지 않도록 제1 빔을 지향하게 하는 단계를 포함한다.
조항 20. 조항 11 내지 조항 19 중 어느 한 조항에 따른 방법에 있어서, 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보는 도로 표면의 복수의 상이한 패치들 각각으로부터의 정보를 포함한다.
조항 21. 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서로 하여금, 레이더 측정 방법을 수행하게 하는 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서, 방법은, 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성을 갖는 제1 빔을 송신하는 단계; 제1 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 트랜시버와 움직이는 오브젝트 사이의 거리를 계산하는 단계; 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성과 상이한 제2 주파수 특성을 갖는 제2 빔을 송신하는 단계 ― 제2 빔은 제2 빔의 축이 지평면과 교차하도록 지향됨 ― ; 및 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 트랜시버의 자기 속도를 계산하는 단계를 포함한다.
조항 22. 조항 1에 따른 장치에 있어서, 제2 빔을 송신하는 것은 트랜시버가 향하는 방향을 따라 가장 가까운 차량까지의 거리를 표시하는 정보에 따라, 시간에 따라 제2 빔의 고도각을 변화시키는 것을 포함한다.
조항 23. 조항 11에 따른 방법에 있어서, 제2 빔을 송신하는 단계는 트랜시버가 향하는 방향을 따라 가장 가까운 차량까지의 거리를 표시하는 정보에 따라, 시간에 따라 제2 빔의 고도각을 변화시키는 단계를 포함한다.

Claims (23)

  1. 레이더 측정을 위한 장치로서,
    트랜시버; 및
    상기 트랜시버에 통신 가능하게 커플링된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성을 갖는 제1 빔을 송신하도록;
    상기 제1 빔의 적어도 하나의 리플렉션(reflection)으로부터의 정보에 기초하여, 상기 장치와 오브젝트 사이의 거리를 결정하도록;
    상기 트랜시버를 통해, 상기 제1 주파수 특성과 상이한 제2 주파수 특성을 갖는 제2 빔을 송신하도록 ― 상기 제2 빔은 상기 제2 빔의 축이 지평면과 교차하도록 지향됨 ― ; 그리고
    상기 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 상기 장치의 자기 속도(ego-velocity)를 결정하도록 구성되는, 레이더 측정을 위한 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션은 도로 표면으로부터의 후방산란(backscatter)에 기초하는, 레이더 측정을 위한 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 빔을 송신하는 것은, 상기 트랜시버로 하여금, 상기 제2 빔의 축이 상기 트랜시버로부터 10 미터 이하의 거리에서 상기 지평면과 교차하도록 상기 제2 빔을 지향하게 하는 것을 포함하는, 레이더 측정을 위한 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 트랜시버의 동작이 상기 제1 빔을 송신하는 것과 상기 제2 빔을 송신하는 것 사이에서 초당 복수 회 스위칭하게 하도록 구성되는, 레이더 측정을 위한 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 빔은 제1 시리즈(series)의 주파수-변조 펄스들을 포함하고, 그리고
    상기 제2 빔은 제2 시리즈의 주파수-변조 펄스들을 포함하고, 그리고
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제1 시리즈의 펄스의 특성이고, 그리고
    상기 제2 주파수 특성은 상기 제2 시리즈의 펄스의 특성인, 레이더 측정을 위한 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제1 시리즈의 펄스의 대역폭이고, 그리고
    상기 제2 주파수 특성은 상기 제2 시리즈의 펄스의 대역폭이고, 그리고
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제2 주파수 특성보다 높은, 레이더 측정을 위한 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제1 시리즈의 펄스의 지속기간이고, 그리고
    상기 제2 주파수 특성은 상기 제2 시리즈의 펄스의 지속기간이고, 그리고
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제2 주파수 특성보다 긴, 레이더 측정을 위한 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제1 빔의 펄스 반복률이고, 그리고
    상기 제2 주파수 특성은 상기 제2 빔의 펄스 반복률이고, 그리고
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제2 주파수 특성보다 낮은, 레이더 측정을 위한 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 빔을 송신하는 것은, 상기 트랜시버로 하여금, 상기 제1 빔의 축의 방향이 수평 방향 아래에 있지 않도록 상기 제1 빔을 지향하게 하는 것을 포함하는, 레이더 측정을 위한 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보는 도로 표면의 복수의 상이한 패치들 각각으로부터의 정보를 포함하는, 레이더 측정을 위한 장치.
  11. 레이더 측정 방법으로서,
    트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성을 갖는 제1 빔을 송신하는 단계;
    상기 제1 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 상기 트랜시버와 움직이는 오브젝트 사이의 거리를 계산하는 단계;
    상기 트랜시버를 통해, 상기 제1 주파수 특성과 상이한 제2 주파수 특성을 갖는 제2 빔을 송신하는 단계 ― 상기 제2 빔은 상기 제2 빔의 축이 지평면과 교차하도록 지향됨 ― ; 및
    상기 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 상기 트랜시버의 자기 속도를 계산하는 단계를 포함하는, 레이더 측정 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션은 도로 표면으로부터의 후방산란에 기초하는, 레이더 측정 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 빔을 송신하는 단계는, 상기 트랜시버로 하여금, 상기 제2 빔의 축이 상기 트랜시버로부터 10 미터 이하의 거리에서 상기 지평면과 교차하도록 상기 제2 빔을 지향하게 하는 단계를 포함하는, 레이더 측정 방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 제1 빔을 송신하는 것과 상기 제2 빔을 송신하는 것 사이에서 상기 트랜시버의 동작을 초당 복수 회 스위칭하는 단계를 포함하는, 레이더 측정 방법.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 빔은 제1 시리즈의 주파수-변조 펄스들을 포함하고, 그리고
    상기 제2 빔은 제2 시리즈의 주파수-변조 펄스들을 포함하고, 그리고
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제1 시리즈의 펄스의 특성이고, 그리고
    상기 제2 주파수 특성은 상기 제2 시리즈의 펄스의 특성인, 레이더 측정 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제1 시리즈의 펄스의 대역폭이고, 그리고
    상기 제2 주파수 특성은 상기 제2 시리즈의 펄스의 대역폭이고, 그리고
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제2 주파수 특성보다 높은, 레이더 측정 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제1 시리즈의 펄스의 지속기간이고, 그리고
    상기 제2 주파수 특성은 상기 제2 시리즈의 펄스의 지속기간이고, 그리고
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제2 주파수 특성보다 긴, 레이더 측정 방법.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제1 빔의 펄스 반복률이고, 그리고
    상기 제2 주파수 특성은 상기 제2 빔의 펄스 반복률이고, 그리고
    상기 제1 주파수 특성은 상기 제2 주파수 특성보다 낮은, 레이더 측정 방법.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 빔을 송신하는 단계는, 상기 트랜시버로 하여금, 상기 제1 빔의 축의 방향이 수평 방향 아래에 있지 않도록 상기 제1 빔을 지향하게 하는 단계를 포함하는, 레이더 측정 방법.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보는 도로 표면의 복수의 상이한 패치들 각각으로부터의 정보를 포함하는, 레이더 측정 방법.
  21. 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금, 레이더 측정 방법을 수행하게 하는 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서,
    상기 방법은,
    트랜시버를 통해, 제1 주파수 특성을 갖는 제1 빔을 송신하는 단계;
    상기 제1 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 상기 트랜시버와 움직이는 오브젝트 사이의 거리를 계산하는 단계;
    상기 트랜시버를 통해, 상기 제1 주파수 특성과 상이한 제2 주파수 특성을 갖는 제2 빔을 송신하는 단계 ― 상기 제2 빔은 상기 제2 빔의 축이 지평면과 교차하도록 지향됨 ― ; 및
    상기 제2 빔의 적어도 하나의 리플렉션으로부터의 정보에 기초하여, 상기 트랜시버의 자기 속도를 계산하는 단계를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  22. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 빔을 송신하는 것은 상기 트랜시버가 향하는 방향을 따라 가장 가까운 차량까지의 거리를 표시하는 정보에 따라, 시간에 따라 상기 제2 빔의 고도각(elevation angle)을 변화시키는 것을 포함하는, 레이더 측정을 위한 장치.
  23. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 빔을 송신하는 단계는 상기 트랜시버가 향하는 방향을 따라 가장 가까운 차량까지의 거리를 표시하는 정보에 따라, 시간에 따라 상기 제2 빔의 고도각을 변화시키는 단계를 포함하는, 레이더 측정 방법.
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