特開 2023-66407 コンテキストに基づく目標物検出

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023066407

(43)【公開日】2023-05-15

(54)【発明の名称】コンテキストに基づく目標物検出

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/32 20060101AFI20230508BHJP

   G01S 7/35 20060101ALI20230508BHJP

【ＦＩ】

G01S7/32 220

G01S7/35

【審査請求】未請求

【請求項の数】23

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022172078

(22)【出願日】2022-10-27

(31)【優先権主張番号】17/512,984

(32)【優先日】2021-10-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】599158797

【氏名又は名称】インフィニオン テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｉｎｆｉｎｅｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ

【住所又は居所原語表記】Ａｍ Ｃａｍｐｅｏｎ １－１５， ８５５７９ Ｎｅｕｂｉｂｅｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】アジャヤン ネア

(72)【発明者】

【氏名】アンドレ ロジェ

(72)【発明者】

【氏名】マークス ビヒル

(72)【発明者】

【氏名】デイヴィッド アディソン

(72)【発明者】

【氏名】ダイソン ウィルケス

(72)【発明者】

【氏名】ムスタファ エマラ

【テーマコード（参考）】

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J070AB17

5J070AC02

5J070AC06

5J070AD02

5J070AD06

5J070AD13

5J070AH12

5J070AH25

5J070AH31

5J070AH35

5J070AK40

5J070BA01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】２Ｄ ＣＦＡＲ検出器は実装が高価となることが多い。
【解決手段】受信信号に基づくサンプリング値がメモリアレイの行および列に記憶される。第１の１次元（１Ｄ）検出器は第１の方向にメモリアレイ上を移動する。第１の１Ｄ検出器は、第１の被試験セルと第１の被試験セルの両側に配置された第１のトレーニングセルおよび第２のトレーニングセルとを含む。第１の１Ｄ検出器の第１の被試験セルならびに第１のトレーニングセルおよび第２のトレーニングセルは、第１の方向にアライメントされている。第２の１Ｄ検出器はメモリアレイ上を移動する。第２の１Ｄ検出器は第２の被試験セルと第２の被試験セルの両側に配置された第３のトレーニングセルおよび第４のトレーニングセルとを含む。第２の１Ｄ検出器の第２の被試験セルならびに第３のトレーニングセルおよび第４のトレーニングセルは第１の方向に対して垂直な第２の方向にアライメントされている。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の１次元（１Ｄ）検出器を第１の方向にメモリアレイ上で移動させるステップであって、前記第１の１Ｄ検出器は、第１の被試験セルと、前記第１の被試験セルの両側に配置された第１のトレーニングセルおよび第２のトレーニングセルと、を含み、前記第１の１Ｄ検出器の前記第１の被試験セルならびに前記第１のトレーニングセルおよび前記第２のトレーニングセルは、前記第１の方向にアライメントされているステップと、
第２の１次元（１Ｄ）検出器を前記メモリアレイ上で移動させるステップであって、前記第２の１Ｄ検出器は、第２の被試験セルと、前記第２の被試験セルの両側に配置された第３のトレーニングセルおよび第４のトレーニングセルと、を含み、前記第２の１Ｄ検出器の前記第２の被試験セルならびに前記第３のトレーニングセルおよび前記第４のトレーニングセルは、前記第１の方向に対して垂直な第２の方向にアライメントされているステップと、
を含む方法。

【請求項2】

前記第１の１Ｄ検出器と前記第２の１Ｄ検出器とは、前記メモリアレイの種々の位置上を同時に移動する、
請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記第１の１Ｄ検出器は、第１の時間間隔にわたり、第１の移動経路に従って前記メモリアレイの種々の位置上を移動し、
前記第２の１Ｄ検出器は、前記第１の時間間隔よりも遅い第２の時間間隔にわたり、前記第１の移動経路に従って前記メモリアレイの種々の位置上を移動する、
請求項２記載の方法。

【請求項4】

前記第１の１Ｄ検出器が前記第１の時間間隔中に前記メモリアレイの第１の位置に対応する場合、前記第１の１Ｄ検出器は、前記第１の被試験セルに対応する第１の受信電力レベルと前記第１のトレーニングセルおよび前記第２のトレーニングセルに対応する第２の受信電力レベルとの間の第１の比較を行い、
前記第１の１Ｄ検出器は、前記第１の比較に基づいて予備決定を形成する、
請求項３記載の方法。

【請求項5】

前記第２の１Ｄ検出器が前記第２の時間間隔中に前記メモリアレイの前記第１の位置に対応する場合、前記第２の１Ｄ検出器は、前記第２の被試験セルに対応する第３の受信電力レベルと前記第３のトレーニングセルおよび前記第４のトレーニングセルに対応する第４の受信電力レベルとの間の第２の比較を行い、
前記第２の１Ｄ検出器は、前記予備決定および前記第２の比較に基づいて改訂決定を形成する、
請求項４記載の方法。

【請求項6】

前記第１の１Ｄ検出器は、第１の時間間隔中に第１の移動経路に従って前記メモリアレイの種々の位置上を移動し、
前記第２の１Ｄ検出器は、前記第１の時間間隔と重ならない第２の時間間隔にわたり、前記第１の移動経路とは異なる第２の移動経路に従って前記メモリアレイの種々の位置上を移動する、
請求項２記載の方法。

【請求項7】

前記第１の被試験セルは、第１の時点で、第１のメモリ位置から第１のサンプル値を読み出し、
前記第２の被試験セルは、前記第１の時点よりも後の第２の時点で、前記第１のメモリ位置から前記第１のサンプル値を読み出す、
請求項６記載の方法。

【請求項8】

前記第１の１Ｄ検出器が第１の１Ｄ検出器メモリにビット値を出力し、前記ビット値は、前記第１の被試験セルに対応する第１のサンプル値が閾値よりも大きい場合に第１の状態をとり、前記閾値は、前記第１のトレーニングセルおよび前記第２のトレーニングセルに対応する受信電力レベルに基づく、
請求項１記載の方法。

【請求項9】

受信信号を受信するように構成された受信機と、
前記受信機に結合されており、前記受信機からのサンプリング値を自身の行および列に記憶するように構成されたメモリと、
行に対応する第１の方向に沿って配向された第１の被試験セルおよび第１のトレーニングセルを含む第１の１次元（１Ｄ）検出器と、
前記第１の方向に対して垂直な、列に対応する第２の方向に沿って配向された第２の被試験セルおよび第２のトレーニングセルを含む第２の１Ｄ検出器と、
を備えるシステム。

【請求項10】

前記第１の１Ｄ検出器および前記第２の１Ｄ検出器は、メモリアレイの種々の位置上を同時に移動する、
請求項９記載のシステム。

【請求項11】

前記第１の１Ｄ検出器は、第１の時間間隔にわたり、第１の移動経路に従って前記メモリアレイの種々の位置上を移動し、
前記第２の１Ｄ検出器は、前記第１の時間間隔よりも遅い第２の時間間隔にわたり、前記第１の移動経路に従って前記メモリアレイの種々の位置上を移動する、
請求項１０記載のシステム。

【請求項12】

前記第１の１Ｄ検出器が前記第１の時間間隔中に前記メモリアレイの第１の位置に対応する場合、前記第１の１Ｄ検出器は、前記第１の被試験セルに対応する第１の受信電力レベルと前記第１のトレーニングセルに対応する第２の受信電力レベルとの間の第１の比較を行い、
前記第１の１Ｄ検出器は、前記第１の比較に基づいて予備決定を形成する、
請求項１１記載のシステム。

【請求項13】

前記第２の１Ｄ検出器が前記第２の時間間隔中に前記メモリアレイの前記第１の位置に対応する場合、前記第２の１Ｄ検出器は、前記第２の被試験セルに対応する第３の受信電力レベルと前記第２のトレーニングセルに対応する第４の受信電力レベルとの間の第２の比較を行い、
前記第２の１Ｄ検出器は、前記予備決定および前記第２の比較に基づいて改訂決定を形成する、
請求項１２記載のシステム。

【請求項14】

前記第１の１Ｄ検出器は、第１の時間間隔中に、第１の移動経路に従って前記メモリアレイの種々の位置上を移動し、
前記第２の１Ｄ検出器は、前記第１の時間間隔と重ならない第２の時間間隔にわたり、前記第１の移動経路とは異なる第２の移動経路に従って前記メモリアレイの種々の位置上を移動する、
請求項９記載のシステム。

【請求項15】

送信信号を送信するように構成された送信機と、
前記送信信号に基づく受信信号を受信するように構成された受信機と、
前記受信機に結合されており、レンジビンおよびドップラービンに従って前記受信信号に基づいてレーダーサンプルを記憶するように構成されたメモリと、
前記レンジビンおよび前記ドップラービンに記憶された前記レーダーサンプルに基づいて予備目標物決定を形成するように構成された第１の１次元一定誤警報確率（１Ｄ ＣＦＡＲ）検出器と、
前記予備目標物決定に基づいて改訂目標物決定を形成するように構成された第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器と、
を備えたレーダーシステム。

【請求項16】

前記第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、目標物が第１のレンジビンと第１のドップラービンとの交点に存在するか否かの予備決定を第１の時点で形成し、
前記第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、前記予備決定に基づいて、前記目標物が前記第１のレンジビンと前記第１のドップラービンとの交点に存在するか否かを示す改訂目標物決定を前記第１の時点後の第２の時点で形成する、
請求項１５記載のレーダーシステム。

【請求項17】

前記第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器および前記第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、同時に前記メモリアレイを通過し、同じ移動経路に従って前記メモリ内の前記レーダーサンプルを評価して前記メモリを読み出す、
請求項１６記載のレーダーシステム。

【請求項18】

レンジビンおよびドップラービンに従ってアレイにレーダーサンプルを記憶するステップであって、前記レンジビンが前記アレイの行に対応しかつ前記ドップラービンが前記アレイの列に対応するか、または、逆に前記ドップラービンが前記アレイの行に対応しかつ前記レンジビンが前記アレイの列に対応するステップと、
第１の１次元（１Ｄ）一定誤警報確率（１Ｄ ＣＦＡＲ）検出器を移動させて、前記アレイの第１の列に沿った第１の方向でレーダーサンプルを評価するステップであって、前記第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、前記第１の方向にアライメントされた第１の被試験セルおよび第１のトレーニングセルを有するように配向されているステップと、
前記第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器が前記アレイの第１の列に沿って移動している間、同時に第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器を移動させて、前記アレイの第２の列に沿って前記レーダーサンプルを評価するステップであって、前記第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、前記第１の方向に対して垂直な、前記アレイの行に対応する第２の方向にアライメントされた第２の被試験セルおよび第２のトレーニングセルを有するように配向されているステップと、
を含む方法。

【請求項19】

前記第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、目標物が第１のレンジビンと第１のドップラービンとの交点に存在するか否かの予備決定を第１の時点で形成し、
前記第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、前記予備決定に基づき、前記第１の時点後の第２の時点において、目標物が前記第１のレンジビンと前記第１のドップラービンとの交点に存在するか否かを示す改訂決定を形成する、
請求項１８記載の方法。

【請求項20】

前記予備決定は、前記目標物を正確に検出するための第１の精度を有し、
前記改訂決定は、前記第１の精度よりも高い、前記目標物を正確に検出するための第２の精度を有する、
請求項１９記載の方法。

【請求項21】

前記第１の時点で、前記第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器の前記第１の被試験セルは、前記第１のレンジビンと前記第１のドップラービンとの第１の交点に位置し、第１の被試験セル電力レベルを前記第１のトレーニングセルのための第１のトレーニングセル電力レベルと比較して予備決定を形成する、
請求項１９記載の方法。

【請求項22】

前記第２の時点で、前記第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器の前記第２の被試験セルは、前記第１のレンジビンと前記第１のドップラービンとの第１の交点に位置し、第２の被試験セル電力レベルを前記第２のトレーニングセルのための第２のトレーニングセル電力レベルと比較して改訂決定を形成する、
請求項１９記載の方法。

【請求項23】

それぞれの列は、前記それぞれの列に対するそれぞれ一定のレンジビン値を有し、
それぞれの行は、前記それぞれの行に対するそれぞれ一定のドップラービン値を有する、
請求項１８記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、全体として、電子システム、例えばレーダーシステムに関し、より具体的には、一定誤警報確率（ＣＦＡＲ）検出技術または他の検出技術を利用するレーダーシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

レーダー（ＲＡｄｉｏ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）システムは、無線電波を使用して、フィールド内の目標物の位置および／または速度を決定する。歴史的に、レーダーは、とりわけ航空機、船舶、宇宙船、誘導弾および地形の検出に使用されてきた。近年ではレーダーが気象形態の調査および／または予測に使用されることもあり、また自動車における衝突検出および／または衝突回避に使用されることもある。レーダーシステムは、無線波領域またはマイクロ波領域の電磁波を形成する送信機と、フィールド内の１つまたは複数の目標物から跳ね返った後のこれらの波を受信する受信機と、目標物の特性を決定するためのプロセッサと、を含む。送信機からの電磁波はパルス波または連続波とすることができ、これは、目標物で反射されて受信機へ戻り、レーダーシステムに対する目標物の位置および／または速度に関する情報を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0003】

【図1】周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダーシステムで用いられる送信波形および受信波形を示す図である。

【図2】ＦＭＣＷレーダーシステムで用いられる送信パルスおよび受信パルスを示す図である。

【図3】ＦＭＣＷレーダーシステムを示す図である。

【図4】種々の目標物からの受信電力がプロットされたフィールドを示す２Ｄプロットを、レーダーシステムにおける時間遅延（レンジ）および周波数／ドップラーシフト（相対速度）に対して示す図である。

【図5】いくつかの実施形態による１次元（１Ｄ）検出器を示す図である。

【図6】受信機と協調して移動される２つの１Ｄ検出器を有するメモリアレイとを備えた、メモリアレイ内のデータを評価するためのシステムを示す図である。

【図7】目標物が存在するか否かの決定を一定誤警報確率（ＣＦＡＲ）検出器がどのように形成しうるかの一例を示すグラフである。

【図8】いくつかの実施形態による、２つの１Ｄ検出器を含むレーダーシステムを示す図である。

【図9】Ａ～Ｈは、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器および第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器を使用して、実際の目標物がレーダーフィールド内に存在するか否かを図８のレーダーシステムによって決定する、ＣＦＡＲレーダー技術のいくつかの例を示す図である。

【図10】図８および図９Ａ～図９Ｇのいくつかの態様に一致するサンプリング値の処理を示すタイミング図である。

【図11】いくつかの実施形態による、２つの１Ｄ検出器を含むレーダーシステムを示す図である。

【図12】Ａ～Ｅは、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器および第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器を使用して、実際の目標物がレーダーフィールド内に存在するか否かを図１１のレーダーシステムによって決定する、ＣＦＡＲレーダー技術のいくつかの例を示す図である。

【図13】図１１および図１２Ａ～図１２Ｅのいくつかの態様に一致するサンプリング値の処理を示すタイミング図である。

【発明を実施するための形態】

【0004】

以下に添付の図面の各図を参照して本開示を説明するが、ここでは、全体を通して同様の参照符号が同様の要素を指すために使用されており、図示の構造および装置は必ずしも縮尺通りに描かれているわけではない。本明細書で使用する場合、「コンポーネント」、「システム」、「インタフェース」などの用語は、コンピュータ関連のエンティティ、ハードウェア、（例えば実行中の）ソフトウェアおよび／またはファームウェアを指すことを意図している。

【0005】

レーダーシステムは、別個のパルス波または連続波の形態で電磁波を送信し、次いで、受信されたパルス（またはエコー）を聴取して、フィールド内の目標物の位置および／または速度を決定する。例えば、図１には、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダーシステムによって送信される単純な送信波形１０２と、フィールド内のさまざまな目標物から反射して戻る２つの受信波形（またはエコー）１０４，１０６と、の例が示されている。これらの波形は、単なる非限定的な例示であり、実際の波形は任意の数の形態をとりうることが理解されるであろう。

【0006】

送信波形１０２は、一連のランプまたはチャープを含み、これらのランプまたはチャープは、規則的な間隔を置いた時間窓Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎで繰り返されるように送信される。図１にはチャープの瞬時周波数が時間に関して示されている一方、図２には対応する時間窓Ｃ０，Ｃ１，…において伝送されるときのチャープの対応する変調電圧信号が示されている。各ランプは、所与の時間窓の開始時に開始周波数Ｆ_{ｓｔａｒｔ}で開始し、所与の時間窓の終了時に終了周波数Ｆ_ｅｎｄまで上昇または下降する。理想的には、各ランプはその時間窓中に一定の傾きを有しており、これにより、時間遅延とビート周波数とＦＭＣＷレーダーシステムにおける種々の目標物のためのレンジとの間のリンクが提供される。実際の実現形態では、傾きは完全には一定でなく、時間の経過と共に僅かに変化しうる。

【0007】

受信波形１０４，１０６または「エコー」は、送信波形１０２に応答したものである。受信波形１０４，１０６は送信波形１０２の時間遅延コピーであり、また、波形１０４，１０６を反射させた目標物の相対速度に起因するドップラー成分をも有する。したがって、例えば図１および図２では、第１の受信波形１０４が、レンジ１において第１の目標物から反射され、第１の時間窓Ｃ０で送信パルスに対して第１の遅延δｔ１だけ遅延されている。同様に、第２の受信波形１０６は、レンジ２において第２の目標物から反射され、第１の時間窓Ｃ０で送信波形１０２に対して第２の遅延δｔ２だけ遅延されている。これらの時間遅延δｔ１，δｔ２は、フィールド内の送受信機から第１の目標物および第２の目標物までの往復遅延を表しているので、第１の目標物および第２の目標物に対する第１のレンジおよび第２のレンジをそれぞれ決定する基礎を成している。さらに、後の時間窓では、第１の目標物が移動している場合、送信波形１０２と第１の受信波形１０４との間の遅延が（第１の遅延δｔ１に対して）僅かに変化する可能性があり、これにより、第１の目標物の速度を実証することができる。なお、所与の時間窓の期間に対して、第１の時間遅延δｔ１および第２の時間遅延δｔ２の長さは、図１および図２ではわかりやすくするために誇張されていることに留意されたい。

【0008】

図３は、いくつかの実施形態に従ったＦＭＣＷレーダー送受信機３００を示し、これは、図１～図２に記載されているようなＦＭＣＷ波形を利用することができる。送受信機３００は、無線周波数（ＲＦ）フロントエンド３０２と、ＲＦフロントエンド３０２の下流のベースバンドプロセッサ３０４と、を含む。ＲＦフロントエンド３０２は、送信機（電圧制御発振器３０６、増幅器３０８および送信アンテナ３１０を含む）と、１つまたは複数の受信アンテナ３１２を含む受信機と、を含む。送信機は、例えばＶＣＯ３０６を用いて、送信波形１０２を形成する。図示の例では、送信波形１０２は、それぞれｎ個の時間窓において送信されるｎ個のランプについて時間的にランプを形成する周波数を有している。送信波形は、搬送周波数Ｆｃを周波数変調することにより得られる。ここで、送信波形１０２の瞬時周波数は、Ｆ_{ｓｔａｒｔ}からＦ_ｅｎｄまで変化させることができる。送信機は、増幅器３０８およびアンテナ３１０を使用して、波形１０２を送信する。

【0009】

受信波形または「エコー」（例えば１０４および１０６）は、受信アンテナ３１２および増幅器３１４によって受信される。フィールド内の各目標物は異なるエコーを生じさせるため、各Ｒｘアンテナ３１２は受信したすべての波形の重畳を観察する。ミキサ３１６は、送信波形１０２と受信波形１０４，１０６とを混合し、これらの波形を共に乗算して混合信号３１８を形成する。当該混合信号３１８は、受信波形の周波数δｆ１＋δｆ２の混合物であるビート周波数を含む。よって、当該ビート周波数は、さまざまな目標物に対する時間遅延に対応し、これらの時間遅延は、さまざまな目標物についてのレンジにそれぞれ対応する。ビート周波数は搬送周波数Ｆｃまたは掃引の中心周波数よりも格段に低い。この場合、ビート周波数は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）３２０によってサンプリングされ、デジタル信号が形成される。

【0010】

ベースバンドプロセッサ３０４では、第１の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ブロック３２２がデジタル信号を処理して、個々のビート周波数を分離する。このことは直接にレンジビン３２４に繋がっており、各レンジビンは、目標物を見出すことのできるレンジ／距離のうちそれぞれ異なるレンジに対応する。当該プロセスは、ｎ個のランプの各ランプにわたって反復されるので、レンジビンはｎ個のランプのそれぞれについて記憶される。ｎ個のランプのすべてが完了すると、データのブロックがメモリアレイ３２６に記憶される。Ｅ１でのレンジビン３２７（ｎ個のランプのそれぞれに対するレンジＥ１に対するレンジ値を含む）の結果は、この段階で同様に観察されるが、個々のランプＣ１，Ｃ２，…，Ｃｎが時間的に分離されているため、サンプルはさまざまな目標物のドップラーシフトによって誘導される微細な位相差（例えば、距離ｖ×ｔだけ移動する目標物によって生じるレンジの僅かな変化に起因する時間遅延、ここで、ｖは目標物の速度であり、ｔは時間である）を有する。

【0011】

ドップラー情報を復元するために、今度はすべてのランプから共通に配置されたビン（コーナーターン演算または転置（transpose）演算を表す）についての第２のＦＦＴブロック３２８を使用することができる。

【0012】

３３０および３３２において、２段階の処理により、ここでなじみ深いレンジドップラーマップが得られる。実用上のレーダーは２つ以上のアンテナを有することが多い。これはある程度のダイバーシティを提供する。各アンテナは、ほぼ同時に同様の手法で処理される。

【0013】

３３４において、複数のアンテナからのダイバーシティが積分部３３８を使用して結合され、このプロセスの出力は、図４において説明するように、検出プロセスにおいて使用される電力レベルである。次に、３３６において、複数の１次元検出器が処理を実行して、後の図に即して説明するように、検出された電力レベルが実際の目標物を表しているかまたはファントム目標物を表しているかが決定される。

【0014】

図４には、レーダーシステムのフィールドにわたるレンジ（ｘ軸）およびドップラーシフト（ｙ軸）の２次元プロットが示されている。プロットにおけるカラーコーディングは、各レンジ値およびドップラーシフト値における受信信号パルスのパワーを示している。したがって、１つまたは複数のパルスが送信された後、さまざまな時間遅延に対する受信電力が、レンジビンに従ってｘ軸上にプロットされている。各レンジビンにおいて、送受信機はドップラーフィルタリングを適用して各レンジビン上のドップラー周波数シフトを決定する。例えば、図４には、視界内の潜在的な目標物に対応する、受信電力が増大した複数の領域が存在する。第１の潜在的な目標物４０２は相対速度＋ｖ１を有するレンジＲ１に位置しており、第２の潜在的な目標物４０４は相対速度－ｖ４を有するレンジＲ１に位置しており、第３の潜在的な目標物４０６は相対速度＋ｖ１を有するレンジＲ３に位置している。より小さいかつ／またはより検出が困難な実際の目標物でありうる他の潜在的な目標物も存在する可能性があり、ここには、相対速度＋ｖ２を有するレンジＲ１に位置する第４の潜在的な目標物４０８、相対速度＋ｖ１を有するレンジＲ２に位置する第５の潜在的な目標物４１０、相対速度－ｖ３を有するレンジＲ３に位置する第６の潜在的な目標物４１２および相対速度－ｖ５を有するレンジＲ４に位置する第７の潜在的な目標物４１４が含まれる。

【0015】

増大した受信電力を有するこれらの領域は潜在的な目標物とされるが、レーダーシステムにおけるノイズ、クラッタおよび干渉のバックグラウンドに起因した、フィールドの当該領域内に実際の目標物を有さない単なるファントム目標物である可能性もある。潜在的な目標物が実際の目標物であるかまたは単なるノイズであるかの識別を支援するために、レーダーシステムは、一定誤警報確率（ＣＦＡＲ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）検出技術を使用することができる。

【0016】

２次元（２Ｄ）ＣＦＡＲ検出器は、潜在的な目標物が実際の目標物であるかまたは単なるノイズであるかを識別するために使用可能な検出器の一種である。２Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、すべての側において保護セルのリングによって包囲されている被試験セル（ＣＵＴ）を含み、この保護セルのリングはトレーニングセルのリングによって包囲されている。よって、図４の場合、２Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、潜在的な目標物４０８、４１２および４１４を収差および／またはノイズに起因するファントム目標物として除外しながら、潜在的な目標物４０２、４０４および４０６および４１０の存在を確認することができる。２Ｄ ＣＦＡＲ検出器は多くの点で十分であるが、実装が高価となることが多い。

【0017】

したがって、本開示のいくつかの態様では、一般に２Ｄ ＣＦＡＲ検出器よりも安価な１つまたは複数の１次元（１Ｄ）ＣＦＡＲ検出器が使用される。１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、（図３の検出器３３６に対応しうる）システムに記憶されたレーダーデータの複数回の通過を行い、ここで、最初の通過により潜在的な目標物が実際の目標物であるか否かに関する予備決定が形成され、後続の通過により潜在的な目標物が実際の目標物であるか否かに関する改訂決定が形成される。改訂決定は、初期の決定よりも正確である。したがって、１Ｄ ＣＦＡＲ検出器により、より手ごろな価格点で、「擬似」２Ｄ ＣＦＡＲ検出器を近似することができる。さらに、本開示のいくつかの態様がこうしたレーダーで使用されるレーダーおよび１Ｄ ＣＦＡＲ検出器に関して表現されているが、本開示は、より広く、データがメモリに記憶され、次いで１つまたは複数の１Ｄ検出器によって評価される他の領域にも適用可能であることが理解されるであろう。したがって、一般に、１Ｄ検出器は、１Ｄ ＣＦＡＲ検出器および／またはレーダー用途における使用に限定されているわけではなく、到来するデータがメモリに記憶されてから処理される任意のタイプの１Ｄ検出器および／または他の用途にも広く適用可能である。例えば、レーダーは一般に無線電波を使用しているが、本開示は、無線に加えて電磁スペクトルの他の部分を使用するレーダーシステムおよび／または無線通信システムにおいて使用されてもよいし、かつ／またはとりわけ有線システムにおいて使用されてもよい。

【0018】

図５には、１Ｄ ＣＦＡＲ検出器５００の一例が示されている。１Ｄ ＣＦＡＲ検出器５００は、両側に隣接した第１の保護セル５０４ａおよび第２の保護セル５０４ｂを有する被試験セル５０２と、それぞれ第１の保護セル５０４ａおよび第２の保護セル５０４ｂの外側に隣接した第１のトレーニングセル５０６ａおよび第２のトレーニングセル５０６ｂと、を有する。第１の保護セル５０４ａおよび第２の保護セル５０４ｂならびに第１のトレーニングセル５０６ａおよび第２のトレーニングセル５０６ｂは、被試験セル５０２のすべての側面を包囲することなく、被試験セル５０２から単一方向に延在する。こうした１Ｄ ＣＦＡＲ検出器５００は、メモリアレイ５０８上を移動して基礎となるメモリセルにおける値を分析して、被試験セル５０２に対応するメモリセルが第１のトレーニングセル５０６ａおよび第２のトレーニングセル５０６ｂに対応するメモリセルの平均値よりも大きい値を有するか否かを決定することができる。メモリアレイ５０８を介した１つまたは複数の１Ｄ－ＣＦＡＲ検出器の複数の経路を使用することにより、本開示のいくつかの態様をレーダーシステムにおいて使用して、レンジおよびドップラーデータを、処理速度に関して効率的に、かつ同時に２Ｄ ＣＦＡＲ検出器よりも実装コストが低くなるように処理することができる。これは、１Ｄ ＣＦＡＲ検出器へのメモリ要求が２Ｄ ＣＦＡＲ検出器へのメモリ要求よりもある程度小さく、このような効率性が得られるためである。

【0019】

図６には、第１の１Ｄ検出器６００ａおよび第２の１Ｄ検出器６００ｂがメモリアレイ６０８上で分析を実施するシステム６００の一例が示されており、メモリアレイ６０８は、行および列として配置されたメモリ位置（例えばそのいくつかに参照符号６０１が付されている）を含む。第１の１Ｄ検出器６００ａおよび第２の１Ｄ検出器６００ｂはそれぞれ、図５に示したような１Ｄ ＣＦＡＲ検出器５００として実現可能であるが、他の１Ｄ検出器であってもよい。図６の例では、受信信号６１０は、受信機６１４のアンテナ６１２で受信される。受信信号６１０は、ベースバンドへと逓降変換された（かつ、例えば高速フーリエ変換によって処理可能な）ＲＦ信号を基礎とすることができ、かつ時間的に変化する種々の受信電力レベルを有することができる。受信信号６１０の受信された電力レベルに対応するサンプル値が、メモリアレイ６０８のＮ個の行（例えばＲ１，Ｒ２，…，ＲＮ）およびＭ個の列（例えばＣ１，Ｃ２，…，ＣＭ）に記憶される。よって、第１の受信電力レベルを表す第１のサンプル値を行Ｒ１、列Ｃ１に記憶することができ、第２の受信電力レベルを表す第２のサンプル値を行Ｒ１、列Ｃ２に記憶可能とすることができ、以降も同様である。

【0020】

第１の１Ｄ検出器６００ａおよび第２の１Ｄ検出器６００ｂは、メモリアレイ６０８上を移動して、このメモリアレイ６０８に記憶されたサンプリング値を評価し、これにより、サンプリング値に基づいて決定が形成される。いくつかの実施例によれば、第１の１Ｄ検出器６００ａおよび第２の１Ｄ検出器６００ｂを、当該決定のために、メモリアレイ６０８上を同時に移動させることができる。第１の１Ｄ検出器および第２の１Ｄ検出器の移動が同時に行われるいくつかの実施形態によれば、第１の１Ｄ検出器６００ａおよび第２の１Ｄ検出器６００ｂは双方ともメモリアレイ上の同一の移動経路を辿ることができ、一方の１Ｄ検出器が他方の１Ｄ検出器に重ね合わされる。なお、他の例では、第１の１Ｄ検出器６００ａは、その検出を実行するために、第１の時間間隔中にメモリアレイ６０８上を移動することができる。次いで、第１の１Ｄ検出器が第１の時間間隔中にその検出を完了した後、第２の１Ｄ検出器６００ｂがメモリアレイ６０８上を移動して、第２の時間間隔中にその検出を実行することができる。いくつかの事例では第１の１Ｄ検出器と第２の１Ｄ検出器とは共に同一の移動経路に追従することができるが、他の実施例では第１の１Ｄ検出器と第２の１Ｄ検出器とがメモリアレイ上の異なる移動経路に追従してもよい。

【0021】

典型的には、第１の１Ｄ検出器６００ａは、第１の被試験セル６０２ａと、メモリアレイ６０８の行に対応する第１の方向６１６に沿って配向された第１のトレーニングセル６０６ａ１および第２のトレーニングセル６０６ａ２と、を含む。第１のトレーニングセル６０６ａ１および第２のトレーニングセル６０６ａ２は、第１の被試験セル６０２ａの両側に配置されており、それぞれ第１の保護セル６０４ａ１および第２の保護セル６０４ａ２によって第１の被試験セル６０２ａから分離されていてよい。第１の１Ｄ検出器６００ａは、その移動中の複数の時点でメモリアレイ上を第１の方向６１６に移動される。第１の１Ｄ検出器６００ａによって行われる検出ごとに、第１の１Ｄ検出器は第１のビット値を記憶する。

【0022】

第２の１Ｄ検出器６００ｂもメモリアレイ６０８上を移動し、インプリメンテーションに応じて、第１の方向６１６および／または第１の方向６１６に対して垂直な第２の方向６１８で移動することができる。第２の１Ｄ検出器６００ｂは、第２の被試験セル６０２ｂと、この第２の被試験セル６０２ｂの両側に配置され、かつこの第２の被試験セル６０２ｂから第３の保護セル６０４ｂ１および第４の保護セル６０４ｂ２によってそれぞれ分離可能な第３のトレーニングセル６０６ｂ１および第４のトレーニングセル６０６ｂ２と、を有することができる。第２の被試験セル６０２ｂならびに第２の１Ｄ検出器６００ｂの第３のトレーニングセル６０６ｂ１および第４のトレーニングセル６０６ｂ２は、第１の方向６１６に対して垂直な第２の方向６１８にアライメントされている。第２の１Ｄ検出器６００ｂによって実行される各検出に対して、第２の１Ｄ検出器６００ｂは第２のビット値を記憶可能であり、かつ／または第１の１Ｄ検出器によって形成された予備決定を改訂して、改訂決定を形成することができる。第１の１Ｄ検出器６００ａおよび第２の１Ｄ検出器６００ｂのこうした協調移動は、格段に安価な価格点で、しかし検出精度に関して第１の１Ｄ検出器６００ａおよび第２の１Ｄ検出器６００ｂが２Ｄ検出器を近似することを可能にする。

【0023】

第１の１Ｄ検出器６００ａおよび第２の１Ｄ検出器６００ｂは、ハードウェア、ソフトウェアなどで実現可能である。例えばいくつかのケースでは、第１の１Ｄ検出器６００ａおよび第２の１Ｄ検出器６００ｂは、バスを介してメモリアレイ６０８に結合されたダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）ハードウェアモジュールを介して、メモリアレイ６０８からサンプリング値を受け取るハードウェアモジュールとして実装されている。他のケースでは、第１の１Ｄ検出器および第２の１Ｄ検出器の全部または一部を、メモリに記憶されてマイクロプロセッサまたは他のコントローラによって実行されるソフトウェア命令によって実装することができる。

【0024】

さらに、図６ではメモリアレイ６０８が正方形（Ｍ＝Ｎ）で示されているが、他のケースでは、ＭおよびＮを異ならせることができ、メモリアレイ６０８を任意のサイズとすることもできる。さらに、第１の１Ｄ検出器は単一の検出器または異なる種類の１Ｄ検出器の集合体であってよく、かつ／または第２の１Ｄ検出器は単一の検出器または異なる種類の１Ｄ検出器の集合体であってよい。第１の１Ｄ検出器および第２の１Ｄ検出器のうちの１つの、複数のもしくは任意の検出器からの結果を、予備決定および／または改訂決定を形成するために使用することができる。第１の１Ｄ検出器および第２の１Ｄ検出器は異なる種類のものであってよく、かつ／または第１の１Ｄ検出器および第２の１Ｄ検出器は異なる長さを有していてよく、かつ／または異なる数の保護セルおよび／またはトレーニングセルを有していてよい。第１の１Ｄ検出器および第２の１Ｄ検出器は、異なる領域において動作することができる（例えば第１の１Ｄ検出器が対数領域において動作する一方、第２の１Ｄ検出器が線形領域において動作することができ、または逆に第１の１Ｄ検出器が線形領域において動作する一方、第２の１Ｄ検出器が対数領域において動作することができる）。第１の１Ｄ検出器および第２の１Ｄ検出器は、同じ種類または異なる種類のサンプリング値で動作することができる。例えば、面積電力最適化のために、一方の１Ｄ検出器は高解像度サンプルを使用することができ、他方の１Ｄ検出器は低解像度サンプルを使用することができる。例えば、第１の１Ｄ検出器は３２ビットサンプリング値を使用することができ、第２の１Ｄ検出器は場合により丸められた８ビットサンプリング値を使用することができる。さらに、場合によっては、第１の１Ｄ検出器と第２の１Ｄ検出器とが検出のために異なる閾値を使用することもできる。

【0025】

図７には、図６の第１の１Ｄ検出器６００ａがどのようにＣＦＡＲ検出を実行しうるかの一例が示されている。第２の１Ｄ検出器６００ｂも、いくつかの実施例では同様に動作可能である。第１の１Ｄ検出器６００ａがアレイ上を移動すると、この第１の１Ｄ検出器６００ａは、被試験セル６０２ａで測定された受信電力レベルを、（波形７０２によって表現された）種々のレンジビンおよびドップラービンに対して分析し、（図７の７０４によって表されている）第１のトレーニングセル６０６ａ１および第２のトレーニングセル６０６ａ２に記憶された平均受信電力レベルに対応する第１の閾値と比較する。第１の１Ｄ検出器６００ａはまた、被試験セル６０２ａで測定された受信電力レベルを、（図７の７０６で表されている）所定の値に対応する固定の閾値と比較することもできる。一例として、図７のプロットが図６の列２（Ｃ２）に対応するメモリアレイ６０８の「スライス」に対応する場合、種々のドップラービン（図６の行）は図７のｘ軸に沿って延在する。したがって、このような例において、第１の被試験セル６０２ａが第１のメモリ位置Ｃ２，Ｒ３に対応する場合、第１の被試験セル６０２ａが７０８の第１の受信電力レベルを測定し、第１のトレーニングセル６０６ａ１および第２のトレーニングセル６０６ａ２がそれぞれメモリ位置Ｃ２，Ｒ１およびＣ２，Ｒ５に対応し、７１０の第１の平均受信電力レベル（およびこれにいくつかの付加的な固定のマージンを加えたもの）を測定する。第１の被試験セル７０８における第１の受信電力レベルは第１の平均受信電力レベル７１０よりも大きいので、第１の１Ｄ検出器は、Ｃ２，Ｒ３に対応するレンジおよびドップラーシフトに実際の目標物が存在する可能性が高いという第１の予備決定を表す「１」の単一ビットを出力する。さらに、このような例において、第１の被試験セル６０２ａがＣ２，Ｒ４に対応するように移動する場合、この第１の被試験セル６０２ａは７１２の第２の受信電力レベルを測定し、第１のトレーニングセル６０６ａ１および第２のトレーニングセル６０６ａ２がそれぞれメモリ位置Ｃ２，Ｒ２およびＣ２，Ｒ６に対応し、７１４の第２の平均受信電力レベル（およびこれにいくつかの付加的な固定のマージンを加えたもの）を測定する。第２の受信電力レベル７１２が第２の平均受信電力レベル７１４よりも小さいため、第１の１Ｄ検出器は、Ｃ２，Ｒ４に対応するレンジおよびドップラーシフトに実際の目標物が存在しないという第２の予備決定を表す「０」の単一ビットを出力する。

【0026】

図８および図９Ａ～図９Ｈをここで参照すると、レーダーシステム８００のいくつかの実施形態と、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ａおよび第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ｂを使用した目標物検出のための対応する技術と、を見ることができる。図８から見て取れるように、レーダーシステム８００は、信号発生器８０２と、送信アンテナ８０６を含む送信機８０４と、受信アンテナ８１１を含む受信機８１４と、を含んでいる。典型的には受信アンテナ８１１と送信アンテナ８０６とは物理的に別個であるが、他のケースではこれらは同じアンテナであってもよい。

【0027】

動作中、送信機８０４は、１つまたは複数の目標物を含むフィールドにわたる送信信号８０９を送信するために送信アンテナ８０６を使用する。送信信号８０９は、１つまたは複数の目標物で反射して戻り、送信信号８０９に対して時間遅延および／または周波数／ドップラーシフトを有する受信信号８１０として、受信機８１４の受信アンテナ８１１で受信される。時間遅延は１つまたは複数の目標物のレンジを表し、周波数／ドップラーシフトは１つまたは複数の目標物の相対速度を表す。受信信号８１０は、時間変化する受信電力を有しており、受信機８１４によって時間サンプリングされるので、処理されたサンプル値がメモリアレイ８０８に記憶される。典型的には、サンプリング値は、レンジビン（列）およびドップラービン（行）に従ってメモリアレイ８０８に記憶されるが、他の例では、レンジビンはメモリアレイの行であってよく、ドップラービンはメモリアレイ８０８の列に対応していてよい。

【0028】

第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ａおよび第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ｂは、メモリアレイ８０８に記憶されたサンプルを分析し、第１の予備目標物決定および第２の予備目標物決定をそれぞれ第１の内部メモリ８１２ａおよび第２の内部メモリ８１２ｂに記憶させる。予備目標物決定は、目標物が所与のレンジおよびドップラーシフトに存在するとの予備決定を第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ａおよび第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ｂが行ったか否かに関し、各予備決定は、レーダーシステム８００のメモリ要求を低減するために、第１の内部メモリ８１２ａおよび第２の内部メモリ８１２ｂにおいて、検出器あたり１ビットとして表現される。いくつかの事例では、各１Ｄ検出器は複数の検出器を含みうるが、所与の１Ｄ検出器のすべての検出器を１つのビットに集約することができる。その後、転置および比較ブロック８１６が、第１の内部メモリ８１２ａおよび第２の内部メモリ８１２ｂのうちの一方のビットを転置する一方、第１の内部メモリ８１２ａおよび第２の内部メモリ８１２ｂのうちの他方のビットを転置しないままとする。次いで、転置および比較ブロック８１６は、８１８において、転置された内部メモリの画像を転置されていない内部メモリの画像とビットごとに比較して、改訂目標物決定を形成する。こうした改訂目標物決定８１８により、いくつかの予備目標物決定に対応する種々のレンジビンおよびドップラービンに実際の目標物が存在するか否かが確認可能となる一方、他の予備目標物決定が他のレンジビンおよびドップラービンでの実際の目標物ではないファントム目標物として破棄される。改訂目標物決定８１８は、予備目標物決定よりも高い、正確な目標物検出のための精度を有する。したがって、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ａおよび第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ｂの使用は、レーダーシステム８００のための良好な信頼性を提供し、一般に単一の２Ｄ ＣＦＡＲ検出器よりも安価である。

【0029】

図９Ａ～図９Ｈは、図８のレーダーシステム８００がどのように機能するかのより詳細な例を提供している。図９Ａ～図９Ｈには、全体として、メモリアレイ８０８、第１の内部メモリ８１２ａおよび第２の内部メモリ８１２ｂの種々の時点と、所定の目標物、確認された目標物および／またはファントム目標物がフィールド内に存在すると決定されたか否かを表す２Ｄプロット９０４と、が示されている。

【0030】

より具体的には、図９Ａは、時点Ｔ１におけるレーダーシステムを示し、サンプリング値は、レンジビン（行）およびドップラー／周波数シフトビン（列）に従ってメモリアレイ８０８に記憶される。これらのサンプリング値のそれぞれは、長さ８ビット、長さ１６ビット、長さ３２ビット、または別の長さなどの複数ビットとすることができる。いくつかの例では、メモリアレイ８０８のそれぞれの列は一定のレンジビン値に対応させることができ、レンジビン値は、メモリアレイ全体にわたって左から右に移動して増減させることができる（例えば、列１のすべてのメモリ位置は１５０ｍの第１のレンジビン値Ｒ１に対応させることができ、列２のすべてのメモリ位置は１００ｍの第２のレンジビン値Ｒ２に対応させることができ、列３のすべてのメモリ位置は５０ｍの第３のレンジビン値Ｒ３に対応させることができ、以下同様である）。同様に、メモリアレイ８０８の各行は、一定のドップラーシフトビン値に対応させることができ、メモリアレイ全体にわたって上下に移動してドップラーシフトビン値を増減させることができる（例えば、行１のすべてのメモリ位置は－３００ｍ／ｓの第１のドップラーシフトビン値Ｄ１に対応させることができ、行２のすべてのメモリ位置は－２００ｍ／ｓの第２のドップラーシフトビン値Ｄ２に対応させることができ、行３のすべてのメモリ位置は－１００ｍ／ｓの第３のドップラーシフトビン値Ｄ３に対応させることができ、以下同様である）。

【0031】

サンプリング値がメモリアレイ８０８に記憶されると、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ａは、第１の時間間隔（例えばＴ１～Ｔ３）中、第１の移動経路９００に従ってメモリアレイ８０８上を移動する。よって、図９Ａの時点Ｔ１では、メモリアレイの列に対応する第１の方向に配向された第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ａが第１の移動経路９００に沿って２つのメモリ位置上を移動し、（例えば、図７に関して前述したように）ＣＦＡＲアルゴリズムを使用して、Ｒ１，Ｄ２に事前に第1の目標物が存在しかつＲ１，Ｄ２には事前に目標物が存在せずかつ対応する第１のビットが内部メモリ８１２ａに記憶されたことを決定する。図９Ｂの時点Ｔ２では、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ａが、第１の移動経路９００の２．５列に沿って進行し、ＣＦＡＲアルゴリズムを使用して各メモリ位置に対する第１の予備目標物決定を形成し、第１の内部メモリ８１２ａ内の各メモリ位置に対する第１のビットを記憶している。したがって、この例では、論理「１」は、第１の予備目標物決定が潜在的な目標物の存在を示すレンジ／ドップラービン（概念を表す目的のために五角形で示されている）を表しており、論理「０」は、潜在的な目標物が存在しないレンジ／ドップラービンを表している。図９Ｃの時点Ｔ３では、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ａが第１の移動経路９００に沿った移動を完了し、ＣＦＡＲアルゴリズムを使用して各メモリ位置に関する第１の予備目標物決定を形成し、第１の内部メモリ８１２ａ内の各メモリ位置に対する第１のビットを記憶している。よって、第１の内部メモリ８１２ａの各ビットは、潜在的な目標物が種々のレンジビンおよびドップラービンに存在するか否かを示す圧縮表現である。

【0032】

次に、図９Ｄ～図９Ｆにおいて、第１の時間間隔と重ならない第２の時間間隔（例えば時点Ｔ４～時点Ｔ６）中、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ｂは、第１の移動経路９００とは異なる第２の移動経路９０２に従って、メモリアレイ８０８上を移動する。第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ｂは、メモリアレイの行に対応する第２の方向に配向されており、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器の配向に対して垂直である。図９Ｄの時点Ｔ４では、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ｂが第２の移動経路９０２に沿って２つのメモリ位置上を移動し、ＣＦＡＲアルゴリズムを使用して、Ｒ１，Ｄ１に事前に第２の目標物が存在しかつＲ２，Ｄ１に目標物が存在せず、対応する第２のビットが第２の内部メモリ８１２ｂに記憶されたことを決定する。図９Ｅの時点Ｔ５では、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ｂが第２の移動経路９０２の３つの行に沿って進行し、ＣＦＡＲアルゴリズムを使用して第２の移動経路９０２上の各メモリ位置に関する第２の予備目標物決定を形成し、第２の内部メモリ８１２ｂ内の各メモリ位置に対する第２のビットを記憶している。図９Ｆの時点Ｔ６では、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ｂが第２の移動経路９０２に沿った移動を完了し、ＣＦＡＲアルゴリズムを使用して各メモリ位置に関する第２の予備目標物決定を形成し、第２の内部メモリ８１２ｂ内の各メモリ位置に対する第２のビットを記憶している。

【0033】

特に、第１の移動経路９００は第２の移動経路９０２とは異なるので、第１の内部メモリ８１２ａおよび第２の内部メモリ８１２ｂ内のビットの画像は、レンジビンおよびドップラービンに関して転置される。記憶されたビットを比較して、目標物が存在するか否かについての第１の予備決定および第２の予備決定に基づく改訂決定を形成するために、転置および比較ブロック８１６は、第１の内部メモリ８１２ａおよび第２の内部メモリ８１２ｂのうちの一方におけるビットを転置する。例えば、図９Ｇに示されているように、第２の内部メモリ８１２ｂのビットは、第１の内部メモリ８１２ａおよび第２の内部メモリ８１２ｂの両方における画像８１６が種々のレンジビンおよびドップラービンに対する検出の観点で位置合わせされるように転置可能である。概念を表す目的のために第２の内部メモリ８１２ｂにおける第２のビットに対応する三角形のシンボルが図９Ｇにおいて転置されている一方、第１の内部メモリ８１２ａにおける第１のビットに対応する五角形のシンボルは転置されていないままであることに注意されたい。

【0034】

最後に、図９Ｈの時点Ｔ８において、予備決定のうちいずれが正確であるかについての改訂決定を形成するために、図９Ｇのメモリ画像８１６に対してビットごとの比較が実施される。したがって、種々のビット位置に記憶されているビットが第１の内部メモリに対してと転置された第２の内部メモリに対してとで同じである場合（例えば両方ともＲ１，Ｄ１；Ｒ１，Ｄ４；Ｒ３，Ｄ２およびＲ３，Ｄ３の位置において「１」を有する場合）、そのレンジおよびドップラーシフトについて実際の目標物が確認される。しかし、ビット位置のうちの１つのみが正の予備決定を有し、他が正の予備決定を有さない場合（例えばＲ１，Ｄ３の位置が正の予備決定を有し、Ｒ３，Ｄ１の位置がこれを有さない場合）、そのレンジビンおよびドップラービンに対する改訂決定は、実際には目標物が存在せず、単にファントム／誤った目標物である、ということである。

【0035】

図１０は、全体として図８および図９Ａ～図９Ｈと一致するタイミング波形図を示しており、ここでは、送受信機は、初期時間間隔１００２中に無線電波を送受信し、その後、受信信号が高速フーリエ変換ブロックによって処理され、メモリアレイ（１００４）においてサンプリング値として保存される。次に、第１の時間間隔１００６中、第１の１Ｄ検出器がメモリアレイの列に沿って通過し、各ドップラービンおよびレンジビンについて、目標物がそのレンジビンおよびドップラービンに存在するか否かの第１の予備決定に対応する第１のビット値を出力する。これらの第１のビット値は、レーダーシステム内の第１の内部メモリに記憶される。次いで、第２の時間間隔１００８中、第２の１Ｄ検出器がこの場合メモリアレイの行に沿って通過し、レンジビンおよびドップラービンごとに目標物が当該ドップラービンおよびレンジビンに存在するか否かの第２の予備決定に対応する第２のビット値を出力する。これらの第２のビット値は、レーダーシステム内の第２の内部メモリに記憶される。次に、第３の時間間隔１０１０中に、転置および比較ブロックが、第１の内部メモリまたは第２の内部メモリを読み出してそのメモリのビットを転置し、例えば転置された第１の内部メモリと第２の内部メモリとの間で比較が行われる。転置された第１の内部メモリのビットと第２の内部メモリのビットが一致した画像を有する場合には実際の目標物が確認されるが、一致しない場合には目標物はファントム目標物であって実際の目標物ではないとされる。１０１０の後部において、アドバンスト到来方向（ＤｏＡ）、クラスタリングおよび目標物トラッキングなどのさらなる処理を行うこともできる。

【0036】

次に図１１、図１２Ａ～図１２Ｅおよび図１３を参照すると、別のレーダーシステム１１００のいくつかの実施形態と、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ａおよび第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂを用いた目標物検出のための対応する技術と、を見ることができる。第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ａおよび第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器８１０ｂがそれぞれ異なる移動経路に従って重ならない時点で移動する図８～図１０と比較して、図１１，図１２Ａ～図１２Ｅおよび図１３のレーダーシステムでは、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ａと第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂとがメモリアレイ８０８上を同時に移動する。さらに、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ａは、第１の時間間隔にわたり、第１の移動経路（図１２、１２００を参照）に従ってメモリアレイ８０８上を移動し、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂは、第１の時間間隔よりも遅い第２の時間間隔にわたり、第１の移動経路に従ってメモリアレイ８０８上を移動する。このアプローチの結果、図８～図１０のレーダーシステム８００と比較してメモリ要求が低減され、処理時間が著しく高速化される。

【0037】

図１１から見て取れるように、図８のレーダーシステム８００と同様に、レーダーシステム１１００は、信号発生器１１０２と、送信アンテナ８０６を含む送信機１１０４と、受信アンテナ８１１を含む受信機８１４と、を含む。送信機および受信機は、図８に関して説明したように動作し、処理されたサンプリング値を、前述したように、レンジビン（列）およびドップラービン（行）に従ってメモリアレイ８０８に記憶する。第１の方向（例えばアレイの列に対応する第１の方向に沿った方向）に配向された第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ａが第１の移動経路に沿って第１のメモリアレイ上を移動し、記憶されたサンプルを分析し、これにより、目標物のレンジおよび相対速度に関する第１の予備目標物決定がそれぞれ内部メモリ１１０２に記憶される。次いで、第１の方向に対して垂直な第２の方向に配向された第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂが第１の移動経路を再トレースし、記憶されたサンプルを再評価して、内部メモリ１１０２に記憶された予備目標物決定を改訂する。こうした改訂目標物決定により、いくつかの予備目標物決定に対して実際の目標物が種々のレンジビンおよびドップラービンに存在するか否かを確認することができる一方、他のレンジビンおよびドップラービンに実際の目標物でないファントム目標物が存在するという他の予備目標物決定が破棄される。改訂目標物決定は、予備目標物決定よりも、正確な検出のための精度が高い。したがって、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ａおよび第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂを使用することは、レーダーシステム１１００のための良好な信頼性を提供する。

【0038】

図１２Ａ～図１２Ｅは、図１１のレーダーシステム１１００がどのように機能するかのより詳細な例を提供する。図１２Ａ～図１２Ｅは、全体としてメモリアレイ８０８および内部メモリ１１０２を示しており、この内部メモリは、所定の目標物、確認された目標物および／またはファントム目標物が種々の時点でフィールド内に存在すると決定されるか否かを示している。

【0039】

より具体的には、図１２Ａは、時点Ｔ１におけるレーダーシステムを示しており、ここでは、サンプリング値がレンジビン（行）およびドップラー／周波数シフトビン（列）に従ってメモリに記憶される。サンプリング値がメモリアレイ８０８に記憶されると、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ａが、第１の時間間隔（例えばＴ１～Ｔ５）中、第１の移動経路１２００に従ってメモリアレイ８０８上を移動する。よって、図１２Ａの時点Ｔ１では、メモリアレイ８０８の列に対応する第１の方向に配向された第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器が、第１の移動経路１２００に沿って３つのメモリ位置上を移動し、ＣＦＡＲアルゴリズムを使用して、Ｒ１，Ｄ１に事前に第１の目標物が存在しかつＲ１，Ｄ２に目標物が存在せずかつＲ１，Ｄ３に事前に第２の目標物が存在しかつ対応する第１のビットが第１の内部メモリに記憶されることが決定される。これらの第１のビットは、Ｒ１，Ｄ１およびＲ１，Ｄ３において目標物が存在する可能性が高いという予備決定に対応する。

【0040】

図１２Ｂの時点Ｔ２では、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ａが、第１の移動経路１２００の第２の列に沿って進行し、目標物が存在する可能性が高い（Ｒ１，Ｄ４およびＲ２，Ｄ４）との２つの付加的な予備決定を形成した。同時に、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂが第１の移動経路１２００に沿って始動し、第１の列の第１の３つの行に対して改訂決定を形成した。特に、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は（第２の方向ではあるが）ＣＦＡＲアルゴリズムを実行し、Ｒ１，Ｄ１およびＲ１，Ｄ３に対して実際の目標物が存在することを確認した。したがって、第２の検出器は、Ｔ２のレンジおよびドップラー位置に対して記憶された「１」ビットをそのままとする。

【0041】

図１２Ｃの時点Ｔ３では、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ａがさらに進行しており、この第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ａは第１の移動経路１２００の第４の列に位置しており、目標物が存在する可能性が高い（Ｒ３，Ｄ３およびＲ４，Ｄ１）との付加的な予備決定を形成した。同時に、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂは第１の移動経路１２００に沿ってさらに進行し、第１の列および第２の列の残りの部分に対する改訂決定を形成した。特に、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂはＣＦＡＲアルゴリズムを実行しており、当該ＣＦＡＲアルゴリズムは、第２の方向で実行された場合、Ｒ１，Ｄ４またはＲ２，Ｄ４に実際の目標物が存在しないことを決定している。したがって、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂは、これらの位置における「１」ビットを「オンザフライ」で第１の内部メモリ１１０２の「０」へフリップする。

【0042】

図１２Ｄの時点Ｔ４では、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ａが第１の移動経路１２００に関する分析を完了しており、第４の列の残りの部分は、目標物が存在する可能性が高いとの付加的な予備決定を有していない。同時に、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂは、第１の移動経路１２００に沿ってさらに進行し、Ｒ３，Ｄ３における予備決定を確認することによって改訂決定を形成している。したがって第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、Ｒ３，Ｄ３において「１」を脱する。

【0043】

図１２Ｅの時点Ｔ５では、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂは、第１の移動経路１２００に関する分析を完了している。この例で示されているように、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂは、Ｒ４，Ｄ１に実際の目標物は存在しないとの改訂決定を形成した。したがって、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂは、内部メモリ１１０２内のこの位置における「１」ビットをオンザフライで「０」へフリップする。この場合、１１０２に示されているビットマップを、図４において先に示したような観察用の２Ｄプロットにプロットして、レーダーシステムのフィールド内に存在する目標物をダイナミックに示すことができる。

【0044】

特に、第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ａおよび第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器１１００ｂがそれぞれ相互にラグを有するにもかかわらず同じ第１の移動経路１２００上を移動するので、図１２Ａ～図１２Ｅのアプローチにより、図８のレーダーシステム８００と比較して、レーダーシステム１１００のためのメモリ要求が低減される。さらに、図１２Ａ～図１２Ｅのこのアプローチは、図９Ａ～図９Ｈのアプローチよりも迅速にサンプルを処理するので、特に有利である。

【0045】

図１３は、図１１および図１２Ａ～図１２Ｅとおおよそ一致するタイミング波形図を示している。初期時間間隔１００２中、送受信機は無線電波を送受信し、受信信号が高速フーリエ変換ブロックで処理され、メモリアレイにサンプリング値として保存される。次に、第１の時間間隔１３００中、第１の１Ｄ検出器および第２の１Ｄ検出器が同時にメモリアレイ上を移動し、アレイ内に記憶されたサンプリング値を分析する。より具体的には、第１の１Ｄ検出器は、各ドップラービンおよびレンジビンに対して、目標物が当該レンジビンおよびドップラービンに存在するか否かの第１の予備決定に対応する第１のビット値を出力する。当該第１のビット値は、レーダーシステム内の第１の内部メモリに記憶される。その後、第１の時間間隔中、さらに、第２の１Ｄ検出器がアレイ上を移動するとき、第２の１Ｄ検出器が第１のビット値を変更し、所与のレンジビンおよびドップラービンに対して実際の目標物が存在しないことを示すためにいくつかの予備決定を改訂することができる。ここでもまた、このアプローチは、図８のレーダーシステム８００に比べてレーダーシステム１１００のためのメモリ要求を低減する。サンプリング値は、図１０の値よりも高速に処理されるので、特に有利である。

【0046】

開示したいくつかの方法では、受信信号に基づくサンプリング値がメモリアレイの行および列に記憶される。第１の１次元（１Ｄ）検出器は、第１の方向でメモリアレイ上を移動する。第１の１Ｄ検出器は、第１の被試験セルと、この第１の被試験セルの両側に配置された第１のトレーニングセルおよび第２のトレーニングセルと、を含む。第１の１Ｄ検出器の第１の被試験セルと第１のトレーニングセルおよび第２のトレーニングセルとは、第１の方向にアライメントされている。第２の１Ｄ検出器は、メモリアレイ上を移動する。第２の１Ｄ検出器は、第２の被試験セルと、この第２の被試験セルの両側に配置された第３のトレーニングセルおよび第４のトレーニングセルと、を含む。第２の１Ｄ検出器の第２の被試験セルと第３のトレーニングセルおよび第４のトレーニングセルとは、第１の方向に対して垂直な第２の方向にアライメントされている。

【0047】

開示のいくつかのシステムでは、受信機は、受信信号を受信するように構成されている。メモリは受信機に結合されており、受信機からのサンプリング値をメモリの行および列に記憶するように構成されている。第１の１次元（１Ｄ）検出器は、メモリの行に対応する第１の方向に沿って配向された被試験セルおよび第１のトレーニングセルを含む。第２の１Ｄ検出器は、メモリの列に対応する第２の方向に沿って配向された第２の被試験セルおよび第２のトレーニングセルを含む。第２の方向は、第１の方向に対して垂直である。

【0048】

開示のいくつかのレーダーシステムでは、送信機は送信信号を送信するように構成されており、受信機は送信信号に基づく受信信号を受信するように構成されている。メモリは、受信機に結合されており、レンジビンおよびドップラービンに従ってレーダーサンプルを記憶するように構成されている。第１の１次元一定誤警報確率（１Ｄ ＣＦＡＲ）検出器は、レンジビンおよびドップラービンに記憶されたレーダーサンプルに基づいて予備目標物決定を形成するように構成されている。第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、予備目標物決定に基づいて改訂目標物決定を形成するように構成されている。

【0049】

さらに、本開示のいくつかの例は、レーダーサンプリングされた値をレンジビンおよびドップラービンに従ってアレイに記憶する方法に対応する。レンジビンがアレイの行に対応しかつドップラービンがアレイの列に対応するか、または逆にドップラービンがアレイの行に対応しかつレンジビンがアレイの列に対応する。第１の１次元（１Ｄ）一定誤警報確率（１Ｄ ＣＦＡＲ）検出器は、アレイの第１の列に沿った第１の方向でレーダーサンプルを評価するために移動される。第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、第１の方向にアライメントされた第１の被試験セルおよび第１の保護セルを有するように配向されている。第１の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器がアレイの第１の列に沿って移動している間、第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、アレイの第２の列に沿ったレーダーサンプルを評価するために同時に移動される。第２の１Ｄ ＣＦＡＲ検出器は、アレイの行に対応する第２の方向にアライメントされた第２の被試験セルおよび第２の保護セルを有するように配向されている。第２の方向は、第１の方向に対して垂直である。

【0050】

要約における記載を含む、主題を開示した図示の実施形態の上記の説明は、網羅的であることを意図するものでなく、または開示の実施形態を開示の正確な形式に限定することを意図したものでもない。特定の実施形態および実施例を本明細書において例示の目的で記載したが、当業者が認識可能であるように、こうした実施形態および実施例の範囲内にあるとみなされるさまざまな変更形態が可能である。

【0051】

このことに関して、開示の主題をさまざまな実施形態および対応する図に関連して説明したが、適用可能であるならば、開示の主題から逸脱することなく、開示の主題についての同一の、類似の、代替のもしくは代替的な機能を行うために、他の類似の実施形態を使用できること、または説明した実施形態に対して変更および付加を行えることを理解されたい。したがって、開示の主題は、本明細書に記載したいずれかの実施形態に限定されるべきではなく、むしろ、以下に添付の特許請求の範囲に従ってその広がりおよび範囲において解釈されるべきである。

【0052】

本願において使用される場合、「または」なる用語は、排他的な「または」ではなく、包括的な「または」を意味することが意図されている。すなわち、特に別段の規定がない限り、または文脈から明らかでない限り、「ＸはＡまたはＢを使用する」とは、自然な非排他的包含の順列のいずれかを意味することを意図するものである。つまり、ＸがＡを使用し、ＸがＢを使用し、またはＸがＡおよびＢの両方を使用する場合、「ＸはＡまたはＢを使用する」が前述のいずれかの事例を満たす。さらに、本出願および添付の特許請求の範囲において使用される冠詞“ａ”および“ａｎ”は、特に別段の規定がない限り、または単数形に向けられるべきことが文脈から明らかでない限り、概して「１つまたは複数」を意味すると解釈されるべきである。さらに、「含んでいる」、「含む」、「有している」、「有する」、「と共に」なる用語またはその変化形が詳細な説明および特許請求の範囲において用いられる場合、このような用語は「備えている」なる用語と同様に非排他的包含を意図するものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【外国語明細書】