[發(fā)明專利]使用微波和毫米波視差對(duì)空間的三維和四維測(cè)繪

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980007336.1
• 申請(qǐng)日: 2019-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN111801592A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 埃米爾里扎·薩法利伯;貝赫魯茲·阿比里;弗洛里安·博恩;賽義德·阿里·哈吉米里
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 谷魯股份有限公司
• 主分類號(hào): G01S13/89
• 分類號(hào): G01S13/89;G01S13/88
• 代理公司: 北京匯思誠(chéng)業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11444
• 代理人: 劉曄;葛強(qiáng)

使用兩個(gè)RF發(fā)射器和RF接收器，或者兩個(gè)RF接收器和RF發(fā)射器來(lái)確定物體的距離。當(dāng)使用兩個(gè)RF發(fā)射器時(shí)，改變第一發(fā)射器的方向直到其到達(dá)由第一角度限定的第一方向，在第一角度下，從物體反射并由接收器接收的由第一發(fā)射器發(fā)射的RF信號(hào)的功率達(dá)到最大值。還改變第二發(fā)射器的方向，直到其到達(dá)由第二角度限定的第二方向，在第二角度下，從物體反射并被接收器接收的由第二發(fā)射器發(fā)射的第二RF信號(hào)的功率達(dá)到最大值。物體和第一發(fā)射器之間的距離由兩個(gè)發(fā)射器之間的距離、第二角度以及第一角度和第二角度之間的差來(lái)定義。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)根據(jù)35USC 119(e)要求2018年1月4日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?2/613,704的美國(guó)申請(qǐng)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用射頻信號(hào)的位置確定。

背景技術(shù)

確定物體在有限區(qū)域內(nèi)的位置和移動(dòng)速率可有益于廣泛的應(yīng)用，例如游戲、人機(jī)界面、安全性、環(huán)境意識(shí)、健康系統(tǒng)、無(wú)線功率傳輸、服務(wù)業(yè)等。通過(guò)確定從物體到源的在不同方向上的距離來(lái)完成區(qū)域(例如房間)內(nèi)各種實(shí)體的三維(3D)地圖。

在四維(4D)成像系統(tǒng)中，除了位置信息外，還獲得關(guān)于各種目標(biāo)的其他信息，例如它們的速度和移動(dòng)方向。在標(biāo)準(zhǔn)的激光雷達(dá)和雷達(dá)解決方案中，通過(guò)評(píng)估渡越時(shí)間(即信號(hào)到達(dá)目標(biāo)并返回信號(hào)源所花費(fèi)的時(shí)間)來(lái)測(cè)量從信號(hào)源到遠(yuǎn)程目標(biāo)的距離。因此，需要探測(cè)信號(hào)上的定時(shí)標(biāo)記來(lái)進(jìn)行這種測(cè)量。這可以作為脈沖雷達(dá)(即雷達(dá)信號(hào)的幅度調(diào)制)來(lái)執(zhí)行，其中射頻信號(hào)的短脈沖朝向目標(biāo)發(fā)射，并測(cè)量其渡越時(shí)間。

當(dāng)隨時(shí)間線性增加的啁啾頻率(chrip frequency)用作發(fā)射信號(hào)時(shí)，頻率調(diào)制連續(xù)波(FM-CW)雷達(dá)和相位調(diào)制連續(xù)波(PM-CW)雷達(dá)也可用于通過(guò)評(píng)估反射信號(hào)和發(fā)射信號(hào)的頻率之間的差來(lái)確定距離(范圍)。

然而，在這樣的常規(guī)方法中，因?yàn)榫嚯x分辨率主要是由發(fā)射信號(hào)的帶寬確定的，所以調(diào)制信號(hào)占據(jù)相當(dāng)大的帶寬。帶寬限制會(huì)影響距離分辨率。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的確定物體的距離的方法部分地包括：從第一發(fā)射器向物體傳送第一RF信號(hào)；改變第一發(fā)射器的方向，直到第一發(fā)射器到達(dá)由第一角度限定的第一方向，在該第一角度下，從物體反射并被接收器接收的第一RF信號(hào)的功率達(dá)到最大值；從第二發(fā)射器向物體傳送第二RF信號(hào)；改變第二發(fā)射器的方向，直到第二發(fā)射器到達(dá)由第二角度限定的第二方向，在該第二角度下，從物體反射并被接收器接收的第二RF信號(hào)的功率達(dá)到最大值；以及使用兩個(gè)發(fā)射器之間的距離、第二角度以及第一角度和第二角度之間的差確定來(lái)物體與第一發(fā)射器之間的距離。

在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還部分地包括：使用兩個(gè)發(fā)射器之間的距離、第一角度以及第一角度與第二角度之間的差來(lái)確定物體與第二發(fā)射器之間的距離。

在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還部分地包括：使用兩個(gè)發(fā)射器之間的距離、第一角度和第二角度、第一角度和第二角度之間的差以及接收器與第一發(fā)射器和第二發(fā)射器中的每一個(gè)之間的距離來(lái)確定物體與接收器之間的距離。在一個(gè)實(shí)施例中，第一發(fā)射器、第二發(fā)射器和接收器沿著大體上直線而定位。

在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)機(jī)械旋轉(zhuǎn)發(fā)射器來(lái)改變第一發(fā)射器的方向。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)改變相控陣列的多個(gè)發(fā)射/天線元件的相位來(lái)改變第一發(fā)射器的方向。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)改變相控陣列的第一子陣列的多個(gè)發(fā)射/天線元件的相位來(lái)改變第一發(fā)射器的方向，并且通過(guò)改變相控陣列的第二子陣列的多個(gè)發(fā)射/天線的相位來(lái)改變第二發(fā)射器的方向。

在一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步部分地包括在傳送第一RF信號(hào)的同時(shí)停用第二發(fā)射器，以及在傳送第二RF信號(hào)的同時(shí)停用第一發(fā)射器。在一個(gè)實(shí)施例中，接收器是多普勒接收器，其適于檢測(cè)第一RF信號(hào)的頻率與由物體反射的RF信號(hào)的頻率之間的差以確定物體的速度。