[發明專利]波束轉向雷達中用于分辨率改進的保護帶天線

在審

• 申請號: 202080041143.0
• 申請日: 2020-06-02
• 公開（公告）號: CN113906308A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 肯尼斯·雷·卡羅爾;馬哈·阿克奧爾
• 申請（專利權）人: 美波公司
• 主分類號: G01S7/35
• 分類號: G01S7/35
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 陳蒙

本文公開的示例涉及一種用于物體識別的波束轉向車輛雷達。波束轉向車輛雷達包括：波束轉向接收天線，具有多個天線元件以產生包括主瓣和多個旁瓣的輻射波束；至少一個保護帶天線，用于產生保護帶輻射波束；以及感知模塊，耦合到波束轉向接收天線以檢測和識別輻射波束中的第一物體反射。感知模塊包括單脈沖模塊，用于確定第一物體反射的范圍和到達角，并在確定保護帶輻射波束中不存在第二物體反射時檢測多個物體。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年6月3日提交的名稱為“用于分辨率改進的保護單極子(GuardMonopole for Resolution Refinement)”的美國臨時申請No.62/856,688的優先權，該申請通過引用并入本文。

背景技術

自動駕駛正迅速從科幻小說的領域轉變為可實現的現實。市場上已經有高級駕駛員輔助系統(“ADAS”)，它可以自動化、調整和增強車輛以實現安全和更好的駕駛。下一步將是越來越多地控制駕駛功能的車輛，例如轉向、加速、制動和監控周圍環境和駕駛條件以應對事件，例如在需要時改變車道或速度以避免交通、橫穿行人、動物、等等。物體和圖像檢測的要求至關重要，并指定捕獲數據、處理數據并將其轉化為行動所需的時間。所有這一切同時確保準確性、一致性和成本優化。

進行這項工作的一個方面是檢測和分類周圍環境中的物體的能力，其水平與人類相同或可能比人類更好。人類善于通過極其復雜的人類視覺系統識別和感知周圍的世界，該視覺系統本質上具有兩個主要功能部分：眼睛和大腦。在自動駕駛技術中，眼睛可能包括多個傳感器的組合，如攝像頭、雷達和激光雷達，而大腦可能涉及多個人工智能、機器學習和深度學習系統。目標是實時充分了解動態、快速移動的環境，并具有類似人類的智能，以便對環境的變化做出反應。

對于一些雷達系統中的物體檢測，使用調制來傳輸信號，從而能夠直接從模擬信號獲取信息。一種這樣的系統采用調頻連續波形(“FMCW”)技術來直接從接收到的信號中捕獲距離和速度。在每個到達角，生成的波束具有帶寬或波束寬度，通常以半功率增益或-3dB測量。雷達系統的角分辨率因此受到波束寬度的限制，因為其中的多個物體不容易區分。

附圖說明

結合以下未按比例繪制的附圖的詳細描述，可以更全面地理解本申請，其中相同的附圖標記始終指代相同的部分，其中：

圖1示出了根據主題技術的各種實現的示例環境，其中自主車輛中的波束轉向雷達用于檢測和識別物體；

圖2示出了其中可以根據主題技術的一個或多個實現來實現雷達系統的示例網絡環境；

圖3示出了如圖2中并且根據主題技術的一個或多個實現的波束轉向雷達系統的示意圖；

圖4示出了更詳細并且根據主題技術的一個或多個實現的沿著接收天線的保護帶天線的示意圖；

圖5是根據主題技術的各種實現通過波束轉向雷達輔助識別物體的流程圖；和

圖6-圖7是根據各種示例的主瓣和保護瓣的圖。

具體實施方式

本公開提供了改進物體檢測系統的角分辨率的方法和裝置，特別是使用保護帶天線來有效識別和分辨多個物體的雷達系統。本文公開的雷達是波束轉向雷達，能夠產生窄的定向波束，該波束可以轉向到跨視場(“FoV”)的任何角度(即，從0°到360°)以檢測物體。波束在模擬域中生成和控制，同時使用先進的信號處理和機器學習技術執行接收到的雷達信號的處理以用于物體識別。在各種實現中，借助一個或多個保護帶天線在接收到的雷達信號中檢測物體，以高程度的精度和角分辨率有效地分辨主波束內部的多個物體。如本文中總體描述的，雷達角分辨率是雷達能夠區分并彼此分開的相同范圍內的兩個同樣大的物體之間的最小距離。