特表 2022-507777 スパースアンテナアレイから形成された仮想開口部を用いる潜在的に移動する座標系からの物体検知

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-18

(54)【発明の名称】スパースアンテナアレイから形成された仮想開口部を用いる潜在的に移動する座標系からの物体検知

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/50 20060101AFI20220111BHJP

   G01S 13/931 20200101ALI20220111BHJP

   G01S 13/89 20060101ALI20220111BHJP

   H01Q 3/30 20060101ALI20220111BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20220111BHJP

   H01Q 1/27 20060101ALI20220111BHJP

【ＦＩ】

G01S13/50

G01S13/931

G01S13/89

H01Q3/30

H01Q21/06

H01Q1/27

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021527830

(86)(22)【出願日】2019-11-20

(85)【翻訳文提出日】2021-07-09

(86)【国際出願番号】 US2019062424

(87)【国際公開番号】W WO2020106849

(87)【国際公開日】2020-05-28

(31)【優先権主張番号】62/769,824

(32)【優先日】2018-11-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/688,282

(32)【優先日】2019-11-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521213668

【氏名又は名称】ケーエムビー テレマティックス，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】特許業務法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】キャトル，ブライアン

(72)【発明者】

【氏名】マハル，ジャスミン エー．

(72)【発明者】

【氏名】ジョンソン，ジェレミー

【テーマコード（参考）】

5J021

5J046

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J021AA09

5J021DB03

5J021HA04

5J046AA02

5J046KA01

5J046MA09

5J070AB17

5J070AB18

5J070AB19

5J070AB21

5J070AB24

5J070AC01

5J070AC02

5J070AC06

5J070AD05

5J070AD09

5J070AD10

5J070AD17

5J070AE01

5J070AE07

5J070AE09

5J070AF03

5J070AF04

5J070AF05

5J070AF06

5J070AF08

5J070AH31

5J070AH35

5J070AK36

(57)【要約】

いくつかの実施例では、第１の複数の独立した波形は、第１の複数の伝送器アンテナを含む伝送器アレイを使用して、視野に向かって伝送される第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に生成および変換され得る。さらに、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する第２の複数の受信レーダ信号は、第２の複数の受信器アンテナを含む受信器アレイを使用して、視野から受信され得る。第２の複数の受信レーダ信号を組み合わせて、組み合わされた受信レーダ信号を形成することができ、視野内の１つ以上の関心領域の表現は、組み合わされた受信レーダ信号を使用して提供され得る。１つ以上の関心領域の１つ以上の属性は、１つ以上の関心領域の表現を使用してレンダリングされ得る。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーダ撮像システムであって、
第１の複数の独立した波形を生成するように構成された信号生成器と、
前記第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換するように構成された信号変換モジュールと、
前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号を視野に向かって伝送するように構成された第１の複数の伝送器アンテナを含む伝送器アレイと、
第２の複数の受信レーダ信号を受信するように構成された第２の複数の受信器アンテナを含む受信器アレイであって、前記第２の複数の受信レーダ信号は、前記視野からの前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表す、受信器アレイと、
前記第２の複数の受信レーダ信号を処理して、前記第２の複数の受信レーダ信号から前記第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性を回復するように構成された仮想アンテナ形成モジュールであって、前記１つ以上の信号属性は、前記視野の少なくとも一部分に対する応答に対応する、仮想アンテナ形成モジュールと、
前記第２の複数の受信レーダ信号から回復された、前記第１の複数の独立した波形の前記１つ以上の信号属性を使用して、前記視野内の１つ以上の関心領域の表現を提供するように、かつ前記１つ以上の関心領域の前記表現を使用して、前記１つ以上の関心領域の１つ以上の画像属性をレンダリングするように構成された撮像モジュールであって、前記１つ以上の画像属性は、前記視野に対する動きに少なくとも部分的に基づいている、撮像モジュールと、を含む、レーダ撮像システム。

【請求項2】

前記１つ以上の画像属性は、前記視野に対する前記レーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項3】

前記１つ以上の画像属性は、前記視野に対する前記レーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいており、
前記レーダ撮像システムは、前記視野に向かって、または前記視野から離れて移動するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項4】

前記１つ以上の画像属性は、前記視野に対する前記レーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいており、
前記レーダ撮像システムは、前記視野に向かって、または前記視野から離れて移動するように構成されており、
前記レーダ撮像システムは、車両レーダシステムを含む、請求項１に記載レーダ撮像システム。

【請求項5】

前記１つ以上の画像属性は、前記視野に対する前記レーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいており、
前記レーダ撮像システムは、前記レーダ撮像システムに向かって、または前記レーダ撮像システムから離れて移動する前記視野内の物体を撮像するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項6】

前記１つ以上の画像属性は、前記視野に対する前記レーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいており、
前記レーダ撮像システムは、前記レーダ撮像システムに向かって、または前記レーダ撮像システムから離れて移動する前記視野内の物体を撮像するように構成されており、
前記物体は、１つ以上のドローンを含む、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項7】

前記画像属性は、前記視野の前記表現を形成するボクセルの角度値、範囲値、相対速度値、またはこれらのいくつかの組み合わせを含む、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項8】

前記画像属性は、前記視野の高速時間データ、低速時間データ、空間データ、またはこれらのいくつかの組み合わせを含むシーン測定から導出される、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項9】

前記撮像モジュールは、前記視野の空間データを、前記画像属性の角度値に変換するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項10】

前記撮像モジュールは、前記視野の高速時間データを、前記画像属性の範囲値に変換するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項11】

前記撮像モジュールは、前記視野の低速時間データを、前記画像属性の相対速度値に変換するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項12】

前記撮像モジュールは、範囲測定に影響を及ぼす速度測定、または速度測定に影響を及ぼす範囲測定に起因するセルマイグレーションを補正するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項13】

前記撮像モジュールは、前記視野の高速時間値に照らして、前記視野の低速時間データを再スケールするように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項14】

前記撮像モジュールは、前記視野の低速時間データに対してキーストーン変換を実行するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項15】

前記信号生成器は、前記第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の時間シフト、前記第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の位相シフト、前記第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の符号分割、および前記第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の周波数シフトのうちの１つ以上を実行するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項16】

前記信号生成器は、鋸歯波形、三角形波形、および段階波形のうちの１つ以上を生成するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項17】

前記信号変換モジュールは、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）変調スキーム、デジタル変調、位相シフトキー（ＰＳＫ）変調、もしくは直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調スキーム、またはこれらのいくつかの組み合わせを使用して、前記第１の複数の独立した波形を、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項18】

前記仮想アンテナ形成モジュールは、組み合わされた受信レーダ信号と共に仮想アレイ開口部を形成するように構成されており、前記仮想アレイ開口部は、前記第１の複数の独立した伝送アンテナの位置および前記第２の複数の受信アンテナの前記位置のコンボリューションに対応するアンテナ素子の仮想フィールドを含む、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項19】

前記仮想アンテナ形成モジュールは、加算、線形演算、数学的積分、および前記第２の複数の受信レーダ信号上のスカラーに対するスカラー乗法のうちの１つ以上を実行して、組み合わされた受信レーダ信号を形成するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項20】

前記第２の複数の受信レーダ信号から回復された、前記第１の複数の独立した波形の前記１つ以上の信号属性は、前記第２の複数の受信レーダ信号の組み合わせを表す組み合わされた受信レーダ信号の位相差に対応する、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項21】

前記第２の複数の受信レーダ信号から回復された、前記第１の複数の独立した波形の前記１つ以上の信号属性は、前記第１の複数の独立した波形の時間差に対応する、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項22】

前記第２の複数の受信レーダ信号から回復された、前記第１の複数の独立した波形の前記１つ以上の信号属性は、前記第１の複数の独立した波形の変調特性に対応する、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項23】

前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する前記応答は、前記視野からの１つ以上の拡散反射を含む、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項24】

前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する前記応答は、前記視野内の１つ以上の散乱体に対する応答を含む、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項25】

前記撮像モジュールは、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する前記応答を使用して、前記視野の１つ以上の散乱特性を推定し、前記１つ以上の関心領域の前記表現を提供するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項26】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、前記視野内の１つ以上の散乱体に対する応答の合計を含む、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項27】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、前記視野内の１つ以上の散漫散乱に対する反応の合計を含む、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項28】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答の合計の第１の数のサンプルを含む、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項29】

前記表現は、前記関心領域の１つ以上の画像フレームを含み、前記撮像モジュールは、
前記１つ以上の関心領域の前記表現をサンプリングすることと、
前記サンプルを使用して、前記１つ以上の関心領域のバッファリングされた表現を作成することと、
前記バッファリングされた表現を使用して、前記関心領域の前記１つ以上の画像フレームを生成することと、を行うように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項30】

前記組み合わされた受信レーダ信号は、前記視野の複数の視点を含み、前記複数の視点の各々は、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する前記応答のうちの１つからの特定の視点に対応し、
前記１つ以上の関心領域の前記表現は、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する前記応答における１つ以上の位相シフトに適応することを含む、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項31】

前記１つ以上の画像属性は、前記１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルを含む、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項32】

前記１つ以上の画像属性は、前記１つ以上の関心領域の１つ以上の３次元（３Ｄ）画像フレームを含む、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項33】

前記撮像モジュールは、前記１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルの物理的特性を識別するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項34】

前記撮像モジュールは、前記１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルの反射性を識別するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項35】

前記撮像モジュールは、前記１つ以上の関心領域の前記表現の数学的反転を実行するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項36】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、前記撮像モジュールは、前記散乱積分の数学的反転を実行するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項37】

前記撮像モジュールは、前記１つ以上の関心領域の前記表現のデコンボリューションを実行するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項38】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、前記撮像モジュールは、前記散乱積分のデコンボリューションを実行するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項39】

前記撮像モジュールは、前記１つ以上の関心領域の前記表現の整合フィルタリングを実行するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項40】

前記撮像モジュールは、前記１つ以上の関心領域の前記表現の時間ドメインまたは周波数ドメイン整合フィルタリングを実行するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項41】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、前記撮像モジュールは、前記散乱積分の整合フィルタリングを実行するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項42】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、前記撮像モジュールは、前記散乱積分の時間ドメインまたは周波数ドメイン整合フィルタリングを実行するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項43】

前記撮像モジュールは、
前記１つ以上の関心領域の前記表現が、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うことと、
前記１つ以上の関心領域の前記表現が、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うことと、
前記第１の判定および前記第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、前記視野内の物体の１つ以上の特性を判定することと、を行うように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項44】

前記撮像モジュールは、
前記１つ以上の関心領域の前記表現が、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うことと、
前記１つ以上の関心領域の前記表現が、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うことと、
前記第１の判定および前記第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、前記視野内の物体の存在を判定することと、を行うように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項45】

前記撮像モジュールは、
前記１つ以上の関心領域の前記表現が、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うことと、
前記１つ以上の関心領域の前記表現が、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うことと、
前記第１の判定および前記第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、前記視野内の物体の撮像強度を判定することと、を行うように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項46】

前記撮像モジュールは、前記１つ以上の関心領域に近接する前記視野内の領域からの、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する１つ以上の他の応答を連続してキャンセルすることによって、前記１つ以上の関心領域の付近の解像度を向上させるように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項47】

前記撮像モジュールは、前記１つ以上の関心領域の近くに解像度を集中させるように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項48】

前記撮像モジュールは、前記１つ以上の関心領域の付近の解像度のパラメータ化された焦点を提供するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項49】

前記１つ以上の関心領域は、前記視野内の複数の関心領域を含み、
前記撮像モジュールは、
第１の解像度で前記複数の関心領域の第１の走査を実行することと、
前記第１の走査に基づいて、第２の解像度よりも高い前記第２の解像度で撮像するための補足画像属性を識別することと、
前記第２の解像度で第２の走査を実行することと、
前記第２の解像度で前記視野内の１つ以上の散乱体の画像を提供する、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項50】

前記画像モジュールは、
前記１つ以上の関心領域の前記表現内に表される偏光特性を識別することと、
前記偏光特性を使用して、前記１つ以上の関心領域内の１つ以上の物体の材料特性を判定することと、を行うように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項51】

前記第２の複数の受信器アンテナの数は、前記第１の複数の伝送器アンテナの数の２倍または３倍である、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項52】

前記第２の複数の受信器アンテナの第１のグループは、第１の偏光で構成されており、前記第２の複数の受信器アンテナの第２のグループは、第２の偏光で構成されており、前記第２の偏光は、前記第１の偏光に垂直に配向されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項53】

前記１つ以上の関心領域の前記表現に基づいて、車両を管理するための命令を提供するように構成された車両管理モジュールをさらに含む、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項54】

前記１つ以上の関心領域の前記表現に基づいて、前記１つ以上の関心領域が１つ以上の物体を含むかどうかを判定するように構成された物体検出モジュールをさらに含む、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項55】

前記受信器アレイの１つ以上の受信器は、モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）に組み込まれている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項56】

前記仮想アンテナ形成モジュールは、前記第２の複数の受信レーダ信号をサンプリングするように、かつ前記視野のための前記組み合わされた受信レーダ信号をバッファリングするように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項57】

前記仮想アンテナ形成モジュールに結合された１つ以上のマルチプレクサをさらに含み、前記１つ以上のマルチプレクサは、バッファリングされた組み合わされた受信レーダ信号の一部分を、前記撮像モジュールに提供するように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。

【請求項58】

方法であって、
第１の複数の独立した波形を生成することと、
前記第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換することと、
第１の複数の伝送器アンテナを含む伝送器アレイを使用して、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号を、視野に向かって伝送することと、
第２の複数の受信器アンテナを含む受信器アレイを使用して、第２の複数の受信レーダ信号を受信することであって、前記第２の複数の受信レーダ信号は、前記視野からの前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表す、受信することと、
前記第２の複数の受信レーダ信号を処理して、前記第２の複数の受信レーダ信号から前記第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性を回復し、前記１つ以上の信号属性は、前記視野の少なくとも一部分のための応答に対応する、処理することと、
前記第２の複数の受信信号から回復された、前記第１の複数の独立した波形の前記１つ以上の信号属性を使用して、前記視野内の１つ以上の関心領域の表現を提供することと、
前記１つ以上の関心領域の前記表現を使用して、前記１つ以上の関心領域の１つ以上の画像属性をレンダリングすることであって、前記１つ以上の画像属性は、前記視野に対する動きに少なくとも部分的に基づいている、レンダリングすることと、を含む、方法。

【請求項59】

前記１つ以上の画像属性は、前記視野に対する動きに少なくとも部分的に基づいている、請求項５８に記載の方法。

【請求項60】

前記１つ以上の画像属性は、前記視野に向かう、または前記視野から離れる動きに少なくとも部分的に基づいている、請求項５８に記載の方法。

【請求項61】

前記方法は、車両レーダシステムによって実行される、請求項５８に記載の方法。

【請求項62】

前記１つ以上の画像属性は、前記視野に対する前記レーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいており、
前記方法は、前記視野内の移動するドローンを撮像することを含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項63】

前記１つ以上の画像属性は、前記視野に対する前記レーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいており、
前記方法は、前記視野内の移動するドローンを撮像することを含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項64】

前記画像属性は、前記視野の前記表現を形成するボクセルの角度値、範囲値、相対速度値、またはこれらのいくつかの組み合わせを含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項65】

前記画像属性は、前記視野の高速時間データ、低速時間データ、空間データ、またはこれらのいくつかの組み合わせを含むシーン測定から導出される、請求項５８に記載の方法。

【請求項66】

前記視野の空間データを、前記画像属性の角度値に変換することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項67】

前記視野の高速時間データを、前記画像属性の範囲値に変換することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項68】

前記視野の低速時間データを、前記画像属性の相対速度値に変換することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項69】

範囲測定に影響を及ぼす速度測定、または速度測定に影響を及ぼす範囲測定に起因するセルマイグレーションを補正することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項70】

前記視野の高速時間値に照らして、前記視野の低速時間データを再スケールすることをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項71】

前記視野の低速時間データに対してキーストーン変換を実行することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項72】

前記１つ以上の関心領域の前記表現に基づいて、車両を管理するための命令を提供することと、
前記１つ以上の関心領域の前記表現に基づいて、前記１つ以上の関心領域が１つ以上の物体を含むかどうかを判定することと、をさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項73】

前記第１の複数の独立した波形を生成することは、前記第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の時間シフト、前記第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の位相シフト、前記第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の符号分割、および前記第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の周波数シフトのうちの１つ以上を実行することを含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項74】

鋸歯波形、三角形波形、および段階波形のうちの１つ以上を生成することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項75】

周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）変調スキーム、デジタル変調、位相シフトキー（ＰＳＫ）変調、もしくは直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）変調スキーム、またはこれらのいくつかの組み合わせを使用して、前記第１の複数の独立した波形を、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項76】

前記第１の複数の独立した波形を混合して、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号を生成することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項77】

組み合わされた受信レーダ信号と共に仮想アレイ開口部を形成することをさらに含み、前記仮想アレイ開口部は、前記第１の複数の独立した伝送アンテナの位置および前記第２の複数の受信アンテナの前記位置のコンボリューションに対応するアンテナ素子の仮想フィールドを含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項78】

加算、線形演算、数学的積分、および前記第２の複数の受信レーダ信号上のスカラーに対するスカラー乗算のうちの１つ以上を実行して、前記組み合わされた受信レーダ信号を形成することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項79】

前記第２の複数の受信レーダ信号から回復された、前記第１の複数の独立した波形の前記１つ以上の信号属性は、前記第２の複数の受信レーダ信号の組み合わせを表す組み合わされた受信レーダ信号の位相差に対応する、請求項５８に記載の方法。

【請求項80】

前記第２の複数の受信レーダ信号から回復された、前記第１の複数の独立した波形の前記１つ以上の信号属性は、前記第１の複数の独立した波形の時間差に対応する、請求項５８に記載の方法。

【請求項81】

前記第２の複数の受信レーダ信号から回復された、前記第１の複数の独立した波形の前記１つ以上の信号属性は、前記第１の複数の独立した波形の変調特性に対応する、請求項５８に記載の方法。

【請求項82】

前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する前記応答は、前記視野からの１つ以上の拡散反射を含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項83】

前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する前記応答は、前記視野内の１つ以上の散乱体に対する応答を含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項84】

前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する前記応答を使用して、前記視野の１つ以上の散乱特性を推定し、前記１つ以上の関心領域の前記表現を提供することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項85】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、前記視野内の１つ以上の散乱体に対する応答の合計を含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項86】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、前記視野内の１つ以上の散漫散乱に対する反応の合計を含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項87】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答の合計の第１の数のサンプルを含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項88】

前記表現は、前記関心領域の１つ以上の画像フレームを含み、前記撮像モジュールは、
前記１つ以上の関心領域の前記表現をサンプリングすることと、
前記サンプルを使用して、前記１つ以上の関心領域のバッファリングされた表現を作成することと、
前記バッファリングされた表現を使用して、前記関心領域の前記１つ以上の画像フレームを生成することと、を行うように構成されている、請求項５８に記載の方法。

【請求項89】

前記組み合わされた受信レーダ信号は、前記視野の複数の視点を含み、前記複数の視点の各々は、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する前記応答のうちの１つからの特定の視点に対応し、
前記１つ以上の関心領域の前記表現は、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する前記応答における１つ以上の位相シフトに適応することを含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項90】

前記１つ以上の画像属性は、前記１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルを含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項91】

前記１つ以上の画像属性は、前記１つ以上の関心領域の１つ以上の３次元（３Ｄ）画像フレームを含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項92】

前記１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルの物理的特性を識別することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項93】

前記１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルの反射性を識別することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項94】

前記１つ以上の関心領域の前記表現の数学的反転を実行することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項95】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、前記方法は、前記散乱積分の数学的反転を実行することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項96】

前記１つ以上の関心領域の前記表現のデコンボリューションを実行することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項97】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、前記撮像モジュールは、前記散乱積分のデコンボリューションを実行するように構成されている、請求項５８に記載の方法。

【請求項98】

前記撮像モジュールは、前記１つ以上の関心領域の前記表現の整合フィルタリングを実行するように構成されている、請求項５８に記載の方法。

【請求項99】

前記１つ以上の関心領域の前記表現の時間ドメインまたは周波数ドメイン整合フィルタリングを実行することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項100】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、前記方法は、前記散乱積分の整合フィルタリングを実行することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項101】

前記１つ以上の関心領域の前記表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、前記方法は、前記散乱積分の時間ドメインまたは周波数ドメイン整合フィルタリングを実行することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項102】

前記１つ以上の関心領域の前記表現が、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うことと、
前記１つ以上の関心領域の前記表現が、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うことと、
前記第１の判定および前記第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、前記視野内の物体の１つ以上の特性を判定することと、をさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項103】

前記１つ以上の関心領域の前記表現が、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うことと、
前記１つ以上の関心領域の前記表現が、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うことと、
前記第１の判定および前記第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、前記視野内の物体の存在を判定することと、を含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項104】

前記１つ以上の関心領域の前記表現が、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うことと、
前記１つ以上の関心領域の前記表現が、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うことと、
前記第１の判定および前記第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、前記視野内の物体の撮像強度を判定することと、をさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項105】

前記１つ以上の関心領域に近接する前記視野内の領域からの、前記第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する１つ以上の他の応答を連続してキャンセルすることによって、前記１つ以上の関心領域の付近の解像度を向上させることをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項106】

前記１つ以上の関心領域の近くに解像度を集中させることをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項107】

前記１つ以上の関心領域の付近の解像度のパラメータ化された焦点を提供することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項108】

前記１つ以上の関心領域は、前記視野内の複数の関心領域を含み、
前記方法は、
第１の解像度で前記複数の関心領域の第１の走査を実行することと、
前記第１の走査に基づいて、第２の解像度よりも高い前記第２の解像度で撮像するための補足画像属性を識別することと、
前記第２の解像度で第２の走査を実行することと、
前記第２の解像度で前記視野内の１つ以上の散乱体の画像を提供することと、をさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項109】

前記１つ以上の関心領域の前記表現内に表される偏光特性を識別することと、
前記偏光特性を使用して、前記１つ以上の関心領域内の１つ以上の物体の材料特性を判定することと、をさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項110】

前記第２の複数の受信器アンテナの数は、前記第１の複数の伝送器アンテナの数の２倍または３倍である、請求項５８に記載の方法。

【請求項111】

前記第２の複数の受信器アンテナの第１のグループは、第１の偏光で構成されており、前記第２の複数の受信器アンテナの第２のグループは、第２の偏光で構成されており、前記第２の偏光は、前記第１の偏光に垂直に配向されている、請求項５８に記載の方法。

【請求項112】

前記１つ以上の関心領域の前記表現に基づいて、車両を管理するための命令を提供することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項113】

前記１つ以上の関心領域の前記表現に基づいて、前記１つ以上の関心領域が１つ以上の物体を含むかどうかを判定することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項114】

前記受信器アレイの１つ以上の受信器は、モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）に組み込まれている、請求項５８に記載の方法。

【請求項115】

前記第２の複数の受信レーダ信号をサンプリングすることと、前記視野のための前記組み合わされた受信レーダ信号をバッファリングすることと、をさらに含む、請求項１１４に記載の方法。

【請求項116】

バッファリングされた組み合わされた受信レーダ信号の一部分を提供することをさらに含む、請求項１１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権の主張および参照による援用
本出願は、２０１９年１１月１９日に出願された「ＯＢＪＥＣＴ ＳＥＮＳＩＮＧ ＦＲＯＭ Ａ ＰＯＴＥＮＴＩＡＬＬＹ ＭＯＶＩＮＧ ＦＲＡＭＥ ＯＦ ＲＥＦＥＲＥＮＣＥ ＷＩＴＨ ＶＩＲＴＵＡＬ ＡＰＥＲＴＵＲＥＳ ＦＯＲＭＥＤ ＦＲＯＭ ＳＰＡＲＳＥ ＡＮＴＥＮＮＡ ＡＲＲＡＹＳ」と題する米国仮特許出願第１６／６８８，２８２号に対する優先権を主張し、これは、２０１８年１１月２０日に出願された「ＯＢＪＥＣＴ ＳＥＮＳＩＮＧ ＦＲＯＭ Ａ ＰＯＴＥＮＴＩＡＬＬＹ ＭＯＶＩＮＧ ＦＲＡＭＥ ＯＦ ＲＥＦＥＲＥＮＣＥ ＷＩＴＨ ＶＩＲＴＵＡＬ ＡＰＥＲＴＵＲＥＳ ＦＯＲＭＥＤ ＦＲＯＭ ＳＰＡＲＳＥ ＡＮＴＥＮＮＡ ＡＲＲＡＹＳ」と題する米国仮特許出願第６２／７６９，８２４号の利益を主張し、これらの内容は、本明細書に完全に記載されるかのように、参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本技術分野は、レーダ撮像システムおよび方法に関し、より具体的には、スパースレーダアンテナアレイから形成された仮想開口部を使用する、潜在的に移動する座標系からのレーダ撮像システムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0003】

技術の進歩により、視野内の、ますます正確な物体検知が可能になった。特に、技術の進歩により、１つ以上の視野内の、ますます正確な３Ｄ物体検知が可能になった。次いで、これにより、多数の分野での進歩がもたらされている。１つのそのような分野は、自動車分野である。例えば、物体検知の向上は、衝突検出での進歩をもたらし、それにより、より安全な車をもたらしている。別の例では、物体検知の向上は、自律型車の開発をもたらしている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

現在、物体検知を実行するために、ライダおよびコンピュータビジョン技術が使用されている。しかしながら、物体検出にライダおよびコンピュータビジョンを使用するシステムは、多くの欠点を有する。具体的には、ライダおよびコンピュータビジョン物体検出システムによって使用される電磁エネルギーの周波数範囲は、特定の環境および動作シナリオにおいて、このようなシステムの性能を低下させる。例えば、ライダおよびコンピュータビジョン物体検出システムは、霧および雨の中の物体を検知することが困難である。さらに、ライダおよびコンピュータビジョン物体検出システムは、環境内の物体の散乱特性を識別することができない。次いで、ライダおよびコンピュータビジョン物体検出システムは、物体の特性、例えば、物体の材料組成を判定することができない。加えて、ライダおよびコンピュータビジョン物体検出システムは、例えば、物体の速度に基づいて自動車を制御する目的で、検出された物体の瞬間速度を識別することができない。さらに、ライダおよびコンピュータビジョン物体検出システムは、ゆっくりと移動している物体（例えば、固定フレームおよび／または自動車の速度に対してゆっくり動いている物体）の速度を検出することができない。ライダおよびコンピュータビジョンを使用して物体検知を実行することの前述の欠陥のうちの１つまたはすべてを改善および／または解決する物体検知を実行することが望ましいであろうが、既存のシステムおよび方法は、そうではない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

さらに、ライダおよびコンピュータビジョン物体検知技術は、物体検知を実行するためのシステムにおける実際の実装において多くの欠陥を有する。具体的には、ライダ物体検知システムは、そのようなシステムを故障しやすくさせる多くの可動部品を有する。さらに、ライダ物体検知システムは、そのようなシステムを広範な実装を困難にさせる高価な構成要素を利用する。加えて、コンピュータビジョン物体検知システムは、較正することが困難であり、そのようなシステムを動作させることが困難である。したがって、現在のライダおよびコンピュータビジョンシステムの前述の欠陥のうちの１つまたはすべてを改善または解決する物体検知を実行するためのシステムの必要性が存在する。

【0006】

上記ならびに本開示の他の利点および特徴を得ることができる様態を説明するために、添付図面に例解される特定の実施形態を参照することによって、上記で簡潔に説明された原理のより具体的な説明を提供する。これらの図面は、本開示の例示的な実施形態のみを描写し、したがって、その範囲を限定するものと見なされるものではないことを理解し、本明細書の原理は、添付の図面の使用を通じて追加の特異性および詳細で説明される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1A】いくつかの実施形態による、物体検知システムの例示的なシステムを例解する。

【図1B】いくつかの実施形態による、物体検知システムの例示的なシステムを例解する。

【図1C】いくつかの実施形態による、物体検知システムの例示的なシステムを例解する。

【図2A】ＭＩＭＯがレーダ撮像システム内の解像度をどのように増加させることができるかを例解する伝送および受信アレイを示す。

【図2B】例示的な時間分割信号２０８、周波数分割信号２１０、位相符号分離信号２１２、および組み合わせ位相符号／時間分割信号２１４を示す。

【図2C】仮想アンテナ形成モジュールによって作成および／または修正されたデータストアの概念的表現を示す。

【図2D】シーン測定データ構造およびボクセルデータ構造の概念的表現を示す。

【図2E】レーダ撮像のためのプロセスの概念的表現を示す。

【図3】レーダ撮像システムを示す。

【図4】信号生成器（複数可）によって生成され得る例示的な波形を示す。

【図5】例示的なＭＭＩＣレーダシステムを示す。

【図6】組み込まれた受信器ＭＭＩＣを使用する例示的なフレーム捕捉方法を例解する。

【図7】ＣＯＴＳ ＭＭＩＣレーダシステムの一例を示す。

【図8】ＣＯＴＳチップセットを使用する例示的なフレーム捕捉方法を例解する。

【図9A】レーダを使用して物体検知および特徴付けを実行するための例示的な方法を例解する。

【図9B】レーダを使用して物体検知および特徴付けを実行するための例示的な方法を例解する。

【発明を実施するための形態】

【0008】

例示的な実施形態の説明
本開示の様々な実施形態を以下で詳細に考察する。具体的な実装形態が考察されているが、これは、例解目的のみで行われることを理解されたい。当業者は、本開示の趣旨および範囲から離れることなく、他の構成要素および構成を使用することができることを認識するであろう。したがって、以下の説明および図面は、例解的であり、限定するものとして解釈されるべきではない。本開示の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。しかしながら、特定の事例では、説明を曖昧にすることを避けるために、周知のまたは従来の詳細は説明されない。本開示における１つのまたはある実施形態への言及は、同じ実施形態または任意の実施形態への言及であり得、そのような言及は、実施形態のうちの少なくとも１つを意味する。

【0009】

「一実施形態」または「ある実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本開示の少なくとも一実施形態に含まれることを意味する。本明細書の様々な場所における語句「一実施形態では」の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すわけではなく、別個の実施形態または代替の実施形態が他の実施形態を相互に排斥するわけでもない。さらに、いくつかの実施形態によって示され得、他の実施形態によって示され得る様々な特徴が記載されている。

【0010】

本明細書で使用される用語は、一般に、本開示の文脈内、および各用語が使用される特定の文脈において、当該技術分野においてそれらの通常の意味を有する。代替の文言および同義語は、本明細書で考察される用語のうちの任意の１つ以上に使用されてもよく、用語が本明細書で詳述されるか、または考察されるかどうかに特別な意義を置くべきではない。いくつかの場合には、特定の用語の同義語が提供される。１つ以上の同義語の叙述は、他の同義語の使用を除外するものではない。本明細書で考察される任意の用語の例を含む、本明細書の任意の場所での例の使用は、例解的であるにすぎず、本開示または任意の例示的な用語の範囲および意味をさらに限定することを意図するものではない。同様に、本開示は、本明細書で与えられた様々な実施形態に限定されない。

【0011】

本開示の範囲を限定することを意図することなく、本開示の実施形態による、器具、装置、方法、およびそれらの関連する結果の例は、以下の通りである。なお、タイトルまたはサブタイトルは、読者の便宜のために実施例で使用されてもよく、これは決して本開示の範囲を制限するべきではない。他に定義されない限り、本明細書で使用される技術用語および科学用語は、本開示が関連する当業者によって一般に理解されるような意味を有する。矛盾する場合、定義を含む本文書が支配するであろう。

【0012】

本開示の追加の特徴および利点は、後に続く説明に記載され、一部、説明から明白であるか、または本明細書に開示される原理の実施によって学ぶことができる。本開示の特徴および利点は、添付の特許請求の範囲に特に指摘される器具および組み合わせによって実現および取得することができる。本開示のこれらおよび他の特徴は、以下の説明および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるか、または本明細書に示される原理の実践によって学ぶことができる。

【0013】

概要
遠隔物体の様々な物理的特性（３Ｄジオメトリ、速度、電波散乱特性など）を識別するシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体が提供される。本明細書で説明されるシステムは、物体からの反射波、例えば、ミリメートル波電波を測定する新しいスパースアンテナアレイを含むことができる。スパースアンテナアレイは、特に他の自動車物体検知システムと比較して、遠隔物体の特性を高解像度で識別することを可能にすることができる。本明細書に記載されるシステムはまた、例えば、セキュリティスクリーニングを伴うレーダ用途などの他のレーダ用途に対して、および、例えば、既存のライダ物体検出システムに対して、相対的に低い部品数を有する。システムは、自動車および空中の衝突検出および回避のために構成され得る。本明細書で考察されるシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体は、自動車用途に関して説明されるが、様々な実施形態では、システム、方法、およびコンピュータ可読媒体は、対象物検出および検知を利用する適用可能な用途で使用することができる。具体的には、本明細書に記載されるシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体は、自動車衝突検出／回避システムおよび自律車両システムだけでなく、交通または他の状態を捕捉するために遠隔物体の物理的特性を使用するシステムにおいても使用することができる。

【0014】

特定の実施形態では、レーダ撮像システムは、第１の複数の独立した波形を生成するように構成された信号生成器を含むことができる。システムは、第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換するように構成される信号変換モジュールを含むことができる。第１の複数の伝送器アンテナを含む伝送器アレイは、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号を視野に向かって伝送することができる。第２の複数の受信器アンテナを含む受信器アレイは、視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表す第２の複数の受信レーダ信号を受信することができる。伝送器アレイおよび受信器アレイの両方を、レーダ撮像システムの一部として実装することができる。レーダ撮像システムは、第２の複数の受信レーダ信号を組み合わせて、視野のための組み合わされた受信レーダ信号を形成するように構成される仮想アンテナ形成モジュールを含むことができる。さらに、レーダ撮像システムは、組み合わされた受信レーダ信号を使用して視野内の１つ以上の関心領域の表現を提供するように構成される撮像モジュールを含むことができる。具体的には、撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現を使用して、１つ以上の関心領域の１つ以上の属性をレンダリングすることができる。

【0015】

様々な実施形態では、方法は、第１の複数の独立した波形を生成することと、第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換することと、を含むことができる。第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号は、第１の複数の伝送器アンテナを含む伝送器アレイを使用して、視野に向かって伝送され得る。例示的な方法はまた、第２の複数の受信アンテナを含む受信アレイを使用して、第２の複数の受信レーダ信号を受信することを含むことができる。第２の複数の受信レーダ信号は、視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表すことができる。例示的な方法は、第２の複数の受信レーダ信号を組み合わせて、視野のための組み合わされた受信レーダ信号を形成することをさらに含むことができる。視野内の１つ以上の関心領域の表現は、組み合わされた受信レーダ信号を使用して提供され得る。さらに、１つ以上の関心領域の１つ以上の属性は、１つ以上の領域の表現を使用してレンダリングすることができる。

【0016】

特定の実施形態では、受信器システムは、第２の複数の受信レーダ信号を受信するように構成された第２の複数の受信器アンテナを含む受信器アレイを含むことができる。第２の複数の受信レーダ信号は、視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表すことができる。システムはまた、第２の複数の受信レーダ信号を組み合わせて、視野のための組み合わされた受信レーダ信号を形成するように構成された仮想アンテナ形成モジュールを含むことができる。さらに、システムは、組み合わされた受信レーダ信号を使用して視野内の１つ以上の関心領域の表現を提供するように構成された撮像モジュールを含むことができる。撮像モジュールはまた、１つ以上の関心領域の表現を使用して、１つ以上の関心領域の１つ以上の属性をレンダリングするように構成することもできる。

【0017】

様々な実施形態では、方法は、第２の複数の受信器アンテナを含む受信アレイを使用して、第２の複数の受信レーダ信号を受信することを含むことができる。第２の複数の受信レーダ信号は、視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表すことができる。方法はまた、第２の複数の受信レーダ信号を組み合わせて、視野のための組み合わされた受信レーダ信号を形成することも含むことができる。さらに、視野内の１つ以上の関心領域の表現は、組み合わされた受信レーダ信号を使用して提供され得る。加えて、１つ以上の関心領域の１つ以上の属性は、１つ以上の関心領域の表現を使用してレンダリングすることができる。

【0018】

特定の実施形態では、レーダ撮像システムは、第１の複数の独立した波形を生成するように構成された信号生成器を含む。レーダ撮像システムは、第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換するように構成された信号変換モジュールを含むことができる。加えて、レーダ撮像システムは、１つ以上の第１のモノリシック集積回路（「ＭＭＩＣ」）を含むことができる。第１のＭＭＩＣは、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号を視野に向かって伝送するように構成された第１の複数の伝送器アンテナを含む伝送器アレイを含む（例えば、実装する）ことができる。さらに、レーダ撮像システムは、１つ以上の第２のＭＭＩＣを含むことができる。１つ以上の第２のＭＭＩＣは、視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表す第２の複数の受信レーダ信号を受信するように較正された第２の複数の受信器アンテナを含む受信器アレイを含む（例えば、実装する）ことができる。いくつかの実装形態では、ＭＭＩＣは、１つ以上の伝送器アレイおよび／または受信器アレイを含むことができる。１つ以上の第２のＭＭＩＣはまた、第２の複数の受信レーダ信号をサンプリングするように構成された受信器アレイに結合されたサンプリングモジュールを含むことができる。レーダ撮像システムはまた、サンプリングモジュールに結合された処理モジュールを含むことができる。処理モジュールは、第２の複数の受信レーダ信号を組み合わせて、視野のための組み合わされた受信レーダ信号を形成するように構成された仮想アンテナ形成モジュールを実装するように構成することができる。処理モジュールはまた、組み合わされた受信レーダ信号を使用して視野内の１つ以上の関心領域の表現を提供するように構成された撮像モジュールを実装するように構成することができる。撮像モジュールはまた、１つ以上の関心領域の表現を使用して、１つ以上の関心領域の１つ以上の属性をレンダリングするように構成することもできる。

【0019】

様々な実施形態では、レーダ撮像システムは、１つ以上の集積回路によって実装することができる。一例として、複数の集積回路は、レーダ撮像システムを実装し得る。１つ以上の集積回路は、第２の複数の受信レーダ信号を受信するように構成された第２の複数の受信アンテナを含む受信アレイを含むことができる。第２の複数の受信レーダ信号は、視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表すことができる。加えて、１つ以上の集積回路は、受信アレイに結合された、および第２の複数の受信レーダ信号をサンプリングするように構成されたサンプリングモジュールを含むことができる。レーダ撮像システムは、サンプリングモジュールに結合された処理モジュールを含むことができる。処理モジュールは、仮想アンテナ形成モジュールを実装するように構成することができる。仮想アンテナ形成モジュールは、第２の複数の受信レーダ信号を組み合わせて、視野のための組み合わされた受信レーダ信号を形成するように構成することができる。加えて、処理モジュールは、撮像モジュールを実装するように構成することができる。撮像モジュールは、組み合わされた受信レーダ信号を使用して、視野内の１つ以上の関心領域の表現を提供するように構成することができる。加えて、撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現を使用して、１つ以上の関心領域の１つ以上の属性をレンダリングするように構成することができる。

【0020】

説明
開示される技術は、改善された物体検知のための当該技術分野における１つ以上の技術的ニーズを含む、様々な技術的ニーズに対処する。本技術は、レーダを使用して物体検知を実行するためのシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体を含む。これらのシステムは、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアを含み、その例は、本明細書で詳細に開示される。

【0021】

先に考察されたように、物体検知は、自動車産業、航空産業、鉄道産業、および様々な海洋状況などの様々な産業において重要な役割を果たす。例えば、車両から物体を検出することができることは、事故を減らし、運転手（人間または自動運転）に実行可能なインテリジェンスを提供し、物的損害または１年間に失われた人命の数を減らすことができ、企業および保険会社の多額の資金を節約することができる。残念ながら、既存のシステムは、効率的または費用対効果の高い方式でこれらの長期にわたるニーズを満たさない。

【0022】

例えば、ライダおよびコンピュータビジョン技術は、物体検知を実行するために使用されている。しかしながら、物体検出にライダおよびコンピュータビジョンを使用するシステムは、多くの欠点を有する。具体的には、ライダおよびコンピュータビジョン物体検出システムによって使用される電磁エネルギーの周波数範囲は、特定の環境および動作シナリオにおいて、このようなシステムの性能を低下させる。例えば、ライダおよびコンピュータビジョン物体検出システムは、霧および雨の中の物体を検知することが困難である。物体への視線が遮断されたか、または閉塞されたときに、物体検知システムが機能しない場合、何のための物体検知システムか、多くの人が疑問に思う場合がある。さらに、ライダおよびコンピュータビジョン物体検出システムは、環境内の物体の散乱特性を識別することができない。次いで、ライダおよびコンピュータビジョン物体検出システムは、物体の散乱特性に基づいて、物体の特性、例えば、物体の材料組成を判定することができない。加えて、ライダおよびコンピュータビジョン物体検出システムは、例えば、物体の速度に基づいて自動車を制御する目的で、検出された物体の瞬間速度を識別することができない。さらに、ライダおよびコンピュータビジョン物体検出システムは、ゆっくりと動いている物体の速度を検出することができない。本技術は、様々な車両産業を含む様々な産業にとって有意義な費用対効果の高い効率的な方式で物体検出を行うことにより、これらの欠陥および他の欠陥を解決する。

【0023】

さらに、既存の物体検知技術は、物体検知を実行するためのシステムにおける実際の実装形態において多くの欠陥を有する。具体的には、ライダ物体検知システムは、そのようなシステムを摩耗、過剰使用、および／または故障しやすくさせる多くの可動部品を有する。さらに、ライダ物体検知システムは、そのようなシステムを広範な実装を困難にさせる高価な構成要素を利用する。加えて、コンピュータビジョン物体検知システムは、較正することが困難であり、そのようなシステムを操作することを困難にする。結果として、既存のシステムは、その目標において非常に高くありながら、特にスケーラビリティおよび／または大量生産が所望される場合、あまりにも初歩的または高価であり、いかなる実用にも役立たないことが多い。本技術は、様々な車両産業を含む様々な産業にとって有意義な費用対効果の高い効率的な方式で物体検出を行うことにより、これらの欠陥および他の欠陥を解決する。

【0024】

図１Ａは、いくつかの実施形態にかかる物体検知システムの例示的なシステム１００を例解する。システム１００は、レーダ撮像システム１０２、車両１０４、物体１０６、および視野１０８を含む。

【0025】

レーダ撮像システム１０２は、レーダ技術を使用して、物体を検知、検出、および／または撮像するように機能する。具体的には、レーダ撮像システム１０２は、視野１０８内の物体１０６の特性を推定するためのレーダ技術を実装することができる。さらに、レーダ撮像システム１０２は、チャネル内の散乱体（複数可）、例えば遠隔散乱体（複数可）を含むチャネルの特性を推定するためのレーダ技術を実装することができる。本明細書で使用される場合、「レーダ」は、例えば、物体を検出し、物体の特性を識別するためのチャネルの特性を推定するために、電波スペクトル内の電磁エネルギーを利用することができる。本明細書で使用される場合、「チャネル」は、伝送器で始まり、１つ以上の電波散乱体を通じて延在し、受信器で終わることができる。チャネルの測定された特性は、チャネルの適用可能な特性、例えば、物体検出および検知のための特性を含むことができる。例えば、チャネルの測定された特性は、伝播遅延（散乱体までの距離）、ドップラー周波数シフト（散乱体の相対速度）、チャネル内の信号の減衰、および／または散乱体によって生成される偏光変換を含むことができる。チャネルでは、各散乱体によって反射される信号は、線形に組み合わせることができる。結果として、意義のある測定を行うために、レーダ撮像システム１０２は、チャネルの特性を依然として測定しながら、任意の所与の時間に可能な限り少ない散乱体をプローブするように構成することができる。次いで、これは、レーダ撮像システム１０２が、高解像度、例えば、従来のレーダシステムよりも改善された解像度を有する必要性を意味する。

【0026】

大きなアンテナ開口部を使用して、レーダシステムの解像度を増加させることができる。大きなアンテナ開口部が狭いビームパターンを生成するため、レーダシステムが、有用な視野を検査するためにビームパターンを移動させるための機構を有することが望ましい場合がある。例えば、レーダシステムは、１つ以上の電気的に走査されたアンテナを含むことができる。より具体的には、レーダシステムは、アンテナのフェーズドアレイを含むことができる。アンテナのフェーズドアレイでは、一連の伝送アンテナは、特定の位相シフト、例えば一定の位相シフトだけシフトされた同じ伝送信号のレプリカを供給することができる。伝送されると、これらのレプリカ合計は、対象の方向に伝播するビームパターンを建設的に生成する。アンテナ間の位相シフトを変更することで、伝播の方向を制御することができる。これは、ビームフォーミングとして知られている。

【0027】

信号を受信するときに、ビームフォーミングを実行することもできる。各受信アンテナからの信号が独立して記録される場合（単一のマスター基準発振器に対して、すなわち「コヒーレントに」）、これらの記録された信号を固定位相シフトと一緒に合計して、特定の到達の方向からアレイに衝突した信号が存在する場合、そのような信号を回復させることができる。次いで、信号処理をこの信号上で稼働して、チャネルの特性を推定することができる。これは、単一信号（または単一信号の位相シフトレプリカ）が伝送され、複数の受信信号が記録され、処理されるため、単入力多出力（ＳＩＭＯ）として知られている。

【0028】

電子アンテナ走査の別の手法は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）として知られている。このアプローチは、信号処理の改善および計算能力のコストの低下によって可能になっている。前述のＳＩＭＯシステムとは対照的に、ＭＩＭＯシステムは、チャネルを推定するために、異なるアンテナから複数の真に独立した信号（同じ信号の位相シフトレプリカだけでなく）を伝送する。これらの伝送された信号を独立させるために、それらは、時間、空間、符号、または周波数で分離され得る。前述同様に、複数の受信信号が記録される。

【0029】

独立したプロービング信号を伝送することで、チャネルパラメータを推定しようとする際に、まったく新しい自由度を利用することが可能になる。伝送された信号が独立している場合、どの信号がどの伝送アンテナから来たかを受信時に判別することができる。これにより、チャネルパラメータを推定し、最終出力画像を構築しようとするときに、まったく新しい自由度を利用することが可能になる。この仕組みを確認するには、以下のシナリオを検討せよ。レーダが単一のＣＷトーンを使用している場合、シーン内のすべての散乱体は、互いに干渉する。直交ミキサーでサンプリングすると、単一の同相／直交（Ｉ／Ｑ）出力が生成される。ここでは、「解像度」は、シーン全体である。その後、レーダが第２の周波数に変化する場合、同じ散乱体は、別の方式で構築的かつ破壊的に干渉し、異なるＩ／Ｑ出力を生成する。複数の異なる周波数で測定を行うと、いくつかの異なるＩ／Ｑ測定が生成される。

【0030】

同様に、伝送アンテナおよび受信アンテナのいずれかまたは両方が物理的に移動または操作される場合、それらのアンテナからすべての散乱体までの差動範囲が変化する。それらはここで、異なる建設的かつ破壊的な方式で干渉し、異なるＩ／Ｑ値を生成する。

【0031】

追加の自由度を追加することによって、シーンの異なる複雑なＩ／Ｑ測定値を生成することができ、その後、最終画像を形成するために使用することができる。各測定値は、最終画像の解像度を上げる（「鮮明化」する）新しい情報を追加する。

【0032】

これは、レーダシステムの解像度の向上など、いくつかの利点を提供する。具体的には、レーダ撮像システム１０２は、後でさらに詳細に考察されるように、ＭＩＭＯ信号処理と組み合わせると、完全に充填された仮想アレイに対応するシステム性能をもたらす、スパースアンテナアレイを利用することができる。具体的には、レーダ撮像システム１０２は、Ｎ_Ｔｘ個の伝送器およびＮ_Ｒｘ個の受信器を含み得、ＭＩＭＯ処理なしでＮ_Ｔｘ＋Ｎ_Ｒｘ個の解像度を有する。しかしながら、レーダ撮像システム１０２は、ＭＩＭＯ処理を使用して、Ｎ_Ｔｘ×Ｎ_Ｒｘ個のアレイ素子を有する従来のアレイシステムに匹敵する解像度を達成することができる。前述のように、各異なる伝送器－受信器の組み合わせは、別の異なるＩ／Ｑ出力を生成する。仮想アレイは、これらの伝送－受信組み合わせの各々についての素子を含み得る。ＭＩＭＯを使用すると、より高い解像度を達成するために必要なアレイ素子が少なくなるため、レーダシステムの全体的なコストおよび複雑さが低減される。

【0033】

車両１０４は、車として示されるが、車、トラック、バン、列車（乗客／貨物）、飛行機、地球外航空機、海上航空機など、物品および／または人物を輸送するために使用される任意のアイテムを含んでもよい。車両１０４は、その環境を検知し、人間の入力がほとんどおよび／または全くない状態で安全に移動することができる半自律型または完全自律型車両を含んでもよい。自律型車両の例としては、自律型の車、トラック、バン、飛行機（例えば、民間および／または軍用ドローン）、自律型宇宙車両、自律型海上航空機などが挙げられる。いくつかの実施形態では、ここで述べたように、レーダ撮像システム１０２は、車両１０４に結合され（例えば、取り付けられ）てもよく、車両１０４の対象を撮像するように構成された車両レーダシステムを含んでもよい。

【0034】

物体１０６は、任意の有形アイテムを含んでもよい。物体１０６は、無生物、人間、動物、他の乗り物、障害物、道路／水路の一部分（車線、標識、曲線、斜面など）、航行物体などを含んでもよい。視野１０８は、レーダ撮像システム１０２の構成要素に可視である観測可能な領域を含んでもよい。本明細書で述べるように、視野１０８は、レーダ撮像システム１０２がボクセルおよび／または属性として表すことができる関心領域に分割され得る。

【0035】

図１Ｂおよび図１Ｃは、いくつかの実施形態による、物体検知システム１００の追加の例を示す。図１Ｂでは、レーダ撮像システム１０２は、車両に取り付けられていない。図１Ｃでは、複数のレーダ撮像システム１０２（ａ）～１０２（ｃ）（図１Ｃに３つのユニットとして示されるが、潜在的に任意の数のユニットとして示される）は、物体１０６を撮像するように構成される。レーダ撮像システム１０２（ａ）～１０２（ｃ）の各々は、それぞれの視野１０８（ａ）～１０８（ｃ）を有する。

【0036】

図２Ａは、しばしば優れた解像度で、レーダ撮像システム１０２が画像を生成することができる方法を例解する伝送および受信アレイ２００を示す。図２Ａに示されるアレイ２００では、伝送器から受信器への往復遅延は、３つの部分を含む。まず、アレイ基準点２０２から距離ｒおよび後ろの対象までの往復遅延がある。第２に、伝送器から基準点２０２までの距離に起因する遅延がある。この距離は、図２の「ｄ_ｔ［０］ｓｉｎ（α）」とラベル付けされた線分で伝送器２０４に対して表される。最後に、基準点から受信器までの距離がある。これは、図２の「ｄ_ｒ［Ｍ_ｒ－１］ｓｉｎ（α）」とラベル付けされた線分によって受信器２０６について示される。

【0037】

アレイが１つの伝送器のみを含む場合、各受信器の信号は、アレイ基準点からのその受信器の距離によってのみ遅延される。しかしながら、アレイ２００に示すように、２つ以上の伝送器が使用される場合、これらの受信器は、これらの信号がアレイ基準点からの伝送器の距離によっても遅延されるため、「再利用」することができる。これは、受信された信号を生成するために使用される２つ以上の伝送器の対応する伝送器を識別することができると仮定する。したがって、伝送の多重化、つまりそれらを時間、周波数で分離する、または符号分割を使用する伝送の多重化を使用して、受信された信号を生成するために使用される対応する伝送器を識別することができ、複数の受信された信号を受信するために、受信器アンテナの「再利用」を効果的に可能にすることができる。受信器アンテナのこの「再利用」は、レーダシステム、例えば、レーダ撮像システム１０２に実装し、Ｎ_Ｔｘ×Ｎ_Ｒｘ個のアレイ素子、伝送器、および受信器を有するアレイと同等の解像度を有する仮想アレイを達成することができる。

【0038】

以下は、ＭＩＭＯシステムのいくつかの利点（複数可）を例解する。具体的には、従来のビームフォーミングで、システムの解像度は、物理アンテナ開口部によって与えられる。ＭＩＭＯレーダは、システムの物理的開口部よりもはるかに大きい可能性のある仮想開口部の構築を可能にする。この仮想開口部は、わずかに異なる空間位置から行われたＮ_Ｔｘ×Ｎ_Ｒｘ個の測定によって作成された開口部であり得る。次いで、これは、散乱体を異なる建設的かつ破壊的な方式で干渉させ、Ｎ_Ｔｘ×Ｎ_Ｒｘ個の異なるＩ／Ｑ値を生成する。

【0039】

現在、自動車でのレーダ使用は、前方衝突回避、車間距離適応走行制御、死角検出に使用される小型開口システムに限定されている。これらは通常、限られた視野角、もしあれば、限られた走査、限られた解像度、および検出され得る限られた数の対象を提供する。例えば、既存の車両レーダソリューションは、一定数の対象のパラメータ（例えば、位置、速度など）を追跡することのみができ得るが、これらの一定の対象以外の視野内の属性に関する情報を提供しない。

【0040】

対照的に、本明細書に記載の技術は、多数（数千、数百万、数十億など）のピクセルを有する完全な３Ｄ画像を生成するように設計されたレーダを採用することができる。本明細書に記載される技術は、視野の画像を提供し、結果として、車両ナビゲーションに使用されるセンサ（ライダ、カメラなど）に組み込むことができる。本明細書の実施形態は、比較的低い強度の対象の画像、比較的遅い動きを特徴とする対象の画像、および多くのノイズ／クラッタを有するシーンの画像を提供するように構成され得る。

【0041】

表１は、本明細書に記載の既存の自動車レーダソリューションおよびレーダ撮像システム実施形態との間のいくつかの相違を示す。

【表1】

【0042】

図３は、レーダ撮像システム１０２をより詳細に示す。レーダ撮像システム１０２は、信号生成器（複数可）３０４、信号変換器（複数可）３０６、伝送器アンテナアレイ３０８、受信器アンテナアレイ３１０、フィールド再構築モジュール３１２（例えば、仮想アンテナ形成モジュール３１４、撮像モジュール３１６、物体検出モジュール（複数可）３１８、および車両管理モジュール（複数可）３２０を含む）、メモリ３２２、およびプロセッサ（複数可）３２４を含む。

【0043】

信号生成器（複数可）３０４は、電波を伝送することに使用するための波形を生成するように機能する。信号生成器（複数可）３０４は、電波を伝送することに使用される波形を生成するための適用可能な生成器に従って機能することができる。さらに、信号生成器（複数可）３０４は、電波を伝送および／または受信するための適用可能な電気デバイスと組み込まれるか、またはその一部として実装されることができる。例えば、信号生成器（複数可）は、電波を伝送することに使用するための伝送ラインで実装することができる。加えて、信号生成器（複数可）３０４は、伝送のための電波を生成するために最終的に使用される供給源の一部として組み込まれることができる。

【0044】

レーダ信号を伝送することに使用される波形を生成する際に、信号生成器（複数可）３０４は、その後、電波を伝送することの一部として使用される複数の独立した波形を生成することができる。信号生成器（複数可）３０４によって生成される複数の独立した波形は、時間シフト、位相シフト、符号分割、および／または周波数シフトに起因して独立してもよい。

【0045】

本明細書で述べるように、直交する／独立した波形の使用は、レーダ撮像システム１０２が、伝送器アンテナアレイ３０８の特定の素子から伝送された信号を識別することを可能にし得る。信号生成器（複数可）３０４は、時間、周波数で分離された信号、直交デジタル変調（例えば、位相シフトキー（ＰＳＫ）変調）によって特徴付けられる信号などを作成し得る。信号生成器（複数可）３０４はまた、これらの方法の組み合わせを使用してもよい。図２Ｂは、例示的な時間分割信号２０８、周波数分割信号２１０、位相符号分離信号２１２、および組み合わせ位相符号／時間分割信号２１４を示す。いくつかの実施形態では、信号生成器（複数可）３０４は、一度に整数（例えば、３）の信号を生成する。図２Ｂは、一度に３つの信号が生成される様々なシナリオを示す。整数（例えば、ここでは３）を超える伝送器を有するシステムでは、信号の整数を時間と組み合わせて、３つを超える伝送波形の直交性を達成することができることに留意されたい。

【0046】

信号生成器（複数可）３０４は、１つ以上のマスター信号に対して１つ以上の時間シフトを実行して、複数の独立した波形を生成することによって、複数の独立した波形を生成することができる。加えて、信号生成器（複数可）３０４は、１つ以上のマスター信号に対して１つ以上の位相シフトを実行して、複数の独立した波形を生成することによって、複数の独立した波形を生成することができる。さらに、信号生成器（複数可）３０４は、１つ以上のマスター信号に対して１つ以上の符号分割を実行して、複数の独立した波形を生成することによって、複数の独立した波形を生成することができる。信号生成器（複数可）３０４はまた、１つ以上のマスター信号に対して１つ以上の周波数シフトを実行することによって、複数の独立した波形を生成することができる。信号生成器（複数可）３０４は、時間シフト、位相シフト、符号分割、および／または周波数シフトの何らかの組み合わせを実行することができることに留意されたい。

【0047】

図４は、信号生成器（複数可）３０４によって生成され得る例示的な波形を示す。具体的には、信号生成器（複数可）３０４は、図４に示すように、鋸歯波形４００を生成することができる。代替的に、信号生成器（複数可）３０４は、図４に示すように、三角形波形４０２を生成することができる。加えて、信号生成器（複数可）３０４は、図４に示すように、段階波形４０４を生成することができる。

【0048】

図３に戻ると、信号変換部（複数可）３０６は、電波としての伝送のために信号生成器（複数可）３０４によって生成された複数の波形を処理するように機能する。具体的には、信号変換器（複数可）３０６は、信号生成器（複数可）３０４によって生成された複数の波形を、複数の伝送されたレーダ信号に変換することができる。本明細書で使用される場合、伝送されたレーダ信号は、例えば、信号変換器（複数可）３０６によって処理された後に、それが実際のレーダ信号として伝送される前の信号、および実際のレーダ信号として伝送される信号の両方を指し得る。信号変換器（複数可）３０６は、電波としての伝送のための波形を処理するための適用可能な変換器に従って機能することができる。さらに、信号変換器（複数可）３０６は、電波を伝送するためのおよび／または受信するための適用可能な電気デバイスと組み込まれ得るか、またはその一部として実装され得る。例えば、信号変換器（複数可）３０６は、電波を伝送することに使用するための伝送ラインで実装することができる。加えて、信号変換器（複数可）３０６は、伝送のための電波を生成するために最終的に使用される供給源の一部として組み込まれることができる。

【0049】

様々な実施形態では、信号変換器（複数可）３０６は、レーダ撮像システム１０２を使用して、異なるユニット、例えば車両間の相互干渉の拒否につながる信号処理技術を実行することができる。例えば、信号変換器（複数可）は、少なくとも部分的に、位相符号化波形を作成するように機能することができる。これは、通常、線形周波数変調（ＬＦＭ）を使用する電流ＭＩＭＯレーダシステムよりも有利である。

【0050】

信号生成器（複数可）３０４によって生成された複数の波形を処理する際に、信号変換器（複数可）３０６は、適用可能な変調スキームを適用して、複数の伝送されたレーダ信号を生成することができる。具体的には、信号変換器（複数可）３０６は、信号生成器（複数可）３０４から受信した波形を混合して、１つ以上の伝送されたレーダ信号を生成するように構成された１つ以上のミキサーを含むことができる。より具体的には、信号変換器（複数可）３０６は、１つ以上の伝送レーダ信号を生成するために、適用可能な変調スキームを適用して、信号生成器（複数可）３０４から受信した波形を混合するように構成された１つ以上のミキサーを含むことができる。

【0051】

信号変換器（複数可）３０６は、周波数変調スキームを適用して、信号生成器（複数可）３０４によって生成された複数の波形から複数の伝送されたレーダ信号を生成することができる。具体的には、信号変換器（複数可）３０６は、信号生成器（複数可）３０４によって生成された複数の波形から複数の伝送されたレーダ信号を生成するために、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）変調スキームを適用することができる。ＦＭＣＷ変調スキームでは、搬送正弦波を変化する周波数で変調する。周波数は、例えば、図４に示すように、鋸歯波形変調スキーム、三角形波形変調スキーム、または段階波形変調スキームに従って変化する。次いで、この変調された搬送波を伝送することができる。波は、対象に移動することができ、そこで搬送波の少なくとも一部分が反射して戻されることができる。搬送波から反射して戻されたエネルギーを受信することができ、後でさらに詳細に考察されるように、局部発振器（ＬＯ）信号を有するミキサー内で組み換えることができる。このＬＯ信号は、その時に目下伝送されている変調された搬送波の一部分である。搬送波の変調および遠隔対象への時間遅延のために、これらの信号を組み換えることは、ビート周波数を生成する。このビート周波数は、対象までの距離に比例することができる。ビート周波数を測定することによって、対象までの距離を判定することができる。さらに、周波数を非常に正確に測定することが可能であるため、これは、対象までの距離を高精度に推定することを可能にする。

【0052】

信号変換器（複数可）３０６は、デジタル変調（例えば、位相シフトキー（ＰＳＫ）変調）スキームを適用して、信号生成器（複数可）３０４によって生成された複数の波形から複数の伝送されたレーダ信号を生成することができる。例えば、ＰＣＭは、多くの異なるデバイスが同じチャネルを共有することを可能にする。これは、多くの異なるレーダが互いに干渉することなく動作する必要がある混雑した道路にお
いて利点であり得る。さらに、信号変換器（複数可）３０６は、信号生成器（複数可）３０４によって生成された複数の波形から複数の伝送されたレーダ信号を生成するために、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）変調スキームを適用することができる。ＰＣＭおよびＯＦＤＭの両方を使用して、直交する複数の波形を生成することができる。したがって、複数の波形を同時に受信しても、それらを分離することができる。様々な実施形態では、これは、本技術の複数の伝送器が同時に伝送することを可能にし、より高速なデータ取得を可能にするであろう。

【0053】

伝送器アンテナアレイ３０８は、信号変換器（複数可）３０６によって生成された複数の独立して伝送されたレーダ信号を視野に向かって伝送するように機能する。特に、伝送器アンテナアレイ３０８は、視野内の物体を検知し、視野内の物体を特徴付ける目的で、複数の独立して伝送されたレーダ信号を視野に向かって伝送することができる。伝送器アンテナアレイ３０８は、本明細書に記載のアンテナアレイなど、視野に向けて複数のレーダ信号を伝送するための適用可能なアンテナアレイとして機能することができる。例えば、伝送器アンテナアレイ３０８は、複数のアンテナによって形成され得る。いくつかの実装形態では、アンテナのうちの１つ以上は、走査を実行し、例えば、電子走査アンテナである。しかしながら、様々な実装形態において、すべてのアンテナが走査している必要はない。例えば、走査動作は、組み合わせおよび／または他の数学演算が実行された後に（本明細書で述べるように）実行され得る。さらに、伝送器アンテナアレイ３０８は、本明細書に記載のアンテナ制御スキームなど、視野に向けて複数のレーダ信号を伝送するための適用可能な制御スキームに従って制御され得る。例えば、伝送器アンテナアレイ３０８は、ＭＩＭＯ制御スキームに従って制御されて、例えば、同一の信号からの位相シフトレプリカに限らず、真に独立したレーダ信号である複数の伝送されたレーダ信号を伝送することができる。

【0054】

独立したレーダ信号を伝送する際に、伝送器アンテナアレイ３０８は、スパースアンテナアレイの少なくとも一部を形成することができる。本明細書で使用される場合、「アンテナアレイ」は、１次元、２次元、もしくは３次元のいずれかにわたって、および／またはレーダ－範囲次元に垂直な配向次元で空間的に分散された複数の実際のアンテナ素子を指し得る。アンテナアレイの素子は、例えば、リアルタイムで信号を同時に伝送または受信し得、それらを通過する信号は、これらの信号の位相の制御されたシフトに個別に供され得る。アンテナアレイ内の素子は、互いにある距離（例えば、高密度の等間隔のアレイの場合、λ／２）で間隔を置いて配置されてもよい。本明細書で使用される「スパースアンテナアレイ」または「スパースアレイ」は、高密度の等間隔アレイの素子のうちの１つ以上が存在しないアンテナアレイを含み得る。「アンテナアレイ」は、本明細書で使用される場合、受信信号の順序付けられた組み合わせを含み得る「仮想開口部」を形成し得る。本明細書で述べるように、仮想開口部は、そのサイズがその個々のアンテナ素子のサイズよりも大きいように構成され得る。例えば、伝送器アンテナアレイ３０８が、独立した信号を伝送して、スパースアンテナアレイを形成するにつれて、伝送器アンテナアレイ３０８を含むスパースアンテナアレイの有効開口部サイズは、アンテナアレイの実際の開口部サイズが実際にあるものを超えて増加する。具体的には、伝送器アンテナアレイ３０８によって形成されるスパースアンテナアレイは、スパースアンテナアレイの実際の物理的開口部よりも大きな有効開口部サイズを有することができる。本明細書で使用されるスパースアンテナアレイの実際の物理的開口部は、例えば、ＭＩＭＯを使用しないなど、アンテナアレイが、真に独立していない信号を伝送する場合のスパースアンテナアレイの開口部サイズを含み得る。

【0055】

したがって、スパースアンテナアレイの増加した有効開口部サイズは、レーダ撮像システム１０２の開口部サイズがレーダ撮像システム１０２の実際の物理的開口部とは異なる／それよりより大きいため、仮想開口部を作成するために少なくとも部分的に使用することができる。次いで、および前で考察されたように、これは、レーダ撮像システム１０２がより高い／増加した空間解像度を達成することを可能にすることができる。さらに、これは、レーダ撮像システム１０２のコストおよび複雑さを低減することができ、これらは両方、現在のレーダシステム、例えば、レーダ撮像システムの欠陥である。

【0056】

受信器アンテナアレイ３１０は、伝送器アンテナアレイ３０８によって伝送された複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を受信するように機能する。具体的には、受信器アンテナアレイ３１０は、伝送器アンテナアレイ３０８によって視野に伝送された複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する視野からの応答を表すレーダ信号を受信することができる。より具体的には、受信器アンテナアレイ３１０は、視野内の物体を検知し、視野内の物体を特徴付ける目的で、視野からの複数の独立して伝送されたレーダ信号への応答を受信することができる。視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号への応答は、伝送器アンテナアレイ３０８によって視野に伝送される独立して伝送されたレーダ信号からの散乱、反射、または屈折エネルギー、例えばレーダ波のうちの１つまたはこれらの組み合わせを含むことができる。例えば、視野に伝送された複数の独立して伝送されたレーダ信号への応答は、視野からの、伝送されたレーダ信号の１つ以上の拡散反射を含むことができる。別の例では、複数の独立して伝送されたレーダ信号への応答は、視野内の１つ以上の散乱体への応答を含むことができる。

【0057】

受信器アンテナアレイ３１０は、本明細書に記載のアンテナアレイなど、視野から複数のレーダ信号を受信するための適用可能なアンテナアレイとして機能することができる。例えば、受信器アンテナアレイ３１０は、複数の走査アンテナ、例えば、電子走査アンテナによって形成され得る。別の例では、受信器アンテナアレイ３１０の１つ以上の受信器をＭＭＩＣに組み込むことができる。さらに、受信器アンテナアレイ３１０は、本明細書に記載のアンテナ制御スキームなど、視野から複数のレーダ信号を受信するための適用可能な制御スキームに従って制御され得る。例えば、伝送器アンテナアレイ３０８は、ＭＩＭＯ制御スキームに従って制御されて、複数の伝送されたレーダ信号を受信するための仮想開口部を形成することができる。加えて、受信器アンテナアレイ３１０は、例えば、伝送器アンテナアレイ３０８と共に、スパースアンテナアレイの一部を形成することができる。

【0058】

受信器アンテナアレイ３１０内のアンテナの数および伝送器アンテナアレイ３０８内のアンテナの数は、任意の既知のまたは便利な数であり得る。様々な実施形態では、受信器アンテナアレイ３１０内のアンテナの数は、伝送器アンテナアレイ３０８内のアンテナの数よりも多い。例えば、受信器アンテナの数は、伝送器アンテナの数の２倍、３倍などであり得る。これは、伝送アンテナが、独立したレーダ信号を伝送するときに、スパースアンテナアレイ内の伝送アンテナの数を減らすことができるため、レーダ撮像システム１０２においてさらに達成可能である。いくつかの実装形態では、受信器アンテナアレイ３１０内のアンテナの数は、伝送器アンテナアレイ３０８内のアンテナの数未満である。コストまたは他の利点により、伝送器アンテナアレイ３０８内に、受信器アンテナアレイ３１０内のアンテナの数よりも多くのアンテナを有することが望ましい場合があり得る。

【0059】

受信器アンテナアレイ３１０内のアンテナは、異なる偏光を有することができる。具体的には、受信器アンテナアレイ３１０内の第１のグループのアンテナは、第１の偏光を有し得、受信器アンテナアレイ３１０内の第２のグループのアンテナは、第１の偏光とは異なる第２の偏光を有し得る。例えば、受信器アンテナアレイ３１０内の第１のグループのアンテナは、受信器アンテナアレイ３１０内の第２のグループのアンテナの偏光に対して垂直に偏光することができる。

【0060】

伝送器アンテナアレイ３０８および受信器アンテナアレイ３１０の両方が、スパースアレイの一部を形成することができるため、伝送アンテナおよび受信アンテナは、最大数メートルの広い距離にわたって広がり得る。このような距離にわたって高周波信号を配信することは困難である。まず、より長い電線／伝送線を介して伝送される信号は、所望されないアンテナ動作によって受信された干渉によって破損する可能性がある。第２に、より長い電線／伝送線は、システムの他の部品の性能を損なう、または規制排出基準に違反する干渉を放射する可能性がある。別の問題は、長距離にわたって高周波信号を転送するための回路を設計することは通常高価であるということであり、例えば、精度の高いコネクタおよび高品質の電線が必要である。したがって、レーダ撮像システム１０２の回路（複数可）内で転送される高周波信号の数を制限することが非常に望ましい。したがって、様々な実施形態では、レーダ撮像システム１０２内の広い距離にまたがる必要がある任意の信号の周波数を低減することができる。さらに、様々な実施形態では、レーダ撮像システム１０２内の広い距離にまたがる信号は、デジタル信号に変換することができる。具体的には、デジタル信号は、レーダ撮像システム１０２内の長い信号伝送距離の前述の問題を軽減するために、より安価なコネクタおよび信号経路を使用して、はるかに高い信頼性を備えるレーダ撮像システム内で転送され得る。

【0061】

フィールド再構築モジュール３１２は、視野を撮像し、および／または１つ以上の視野の物体検出および特徴付けを実行するように構成された複数のモジュールを含む。具体的には、フィールド再構築モジュール３１２は、伝送器アンテナアレイ３０８によって伝送された複数の独立して伝送されたレーダ信号に基づいて、視野を撮像し、および／または視野内の物体検出および特徴付けを実行するために使用することができる。さらに、フィールド再構築モジュール３１２は、受信器アンテナアレイ３１０によって視野から受信される複数の独立して伝送されたレーダ信号への応答に基づいて、視野内の物体検出および特徴付けを実行するために使用することができる。

【0062】

仮想アンテナ形成モジュール３１４は、独立して伝送されたレーダ信号に対する応答（例えば、受信器アンテナアレイ３１０によって受信される応答）を処理するように機能する。仮想アンテナ形成モジュール３１４は、視野１０８内の物体１０６を撮像することに関連する独立して伝送されたレーダ信号の信号属性を回復するように動作してもよい。

【0063】

一例として、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、受信器アンテナアレイ３１０で受信されたレーダ信号に対する応答から、複数の独立した波形、および／または複数の独立した波形と視野との相互作用から得られた任意の情報を回復するように動作し得る。本明細書で述べるように、複数の独立した波形（例えば、信号生成器（複数可）３０４で生成された波形）は、しばしば独立（例えば、直交）しており、その結果、例えば、受信器アンテナアレイ３１０で受信されるそれらへの応答から回復されていることが可能である。仮想アンテナ形成モジュール３１４は、変調特性の時間遅延、位相差、差異などを判定し、複数の独立した波形と視野内の物体との相互作用から情報を識別するように機能することができる。様々な実装形態において、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、伝送器アンテナアレイ３０８から伝送された信号の特性および／または受信器アンテナアレイ３１０で受信された特性応答を含むデータストア（例えば、マトリックスを実装するデータベース）を作成および／または修正する。

【0064】

仮想アンテナ形成モジュール３１４によって作成および／または修正されたデータストアの概念表現が図２Ｃに示される。図２Ｃに示すように、時空間データキューブ２１６は、時間次元２１８および仮想アンテナチャネル次元２２０を含み得る。仮想アンテナ形成モジュール３１４は、受信器アンテナアレイ３１０で受信されたレーダ信号に対する応答を、時空間データキューブ２１６上のエントリに変換し得る。方法は、伝送器アンテナアレイからの伝送された信号がどのように互いに直交しているかに依存し得る。一例として、時間において直交する信号が伝送された場合、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、各受信された信号を一列に時空間データキューブ２１６に挿入し得る。別の例として、周波数に関して直交する信号が伝送された場合、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、各受信された信号を、変換された周波数（例えば、一定のベースバンド周波数）に周波数シフトし、各信号を一列に時空間データキューブ２１６に挿入し得る。デジタル符号によって直交する伝送された信号について、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、各受信された信号をそのそれぞれの伝送符号と相関させ、得られた信号を一列に時空間データキューブ２１６挿入し得る。デジタル符号および時間の両方によって直交する伝送された信号について、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、各受信された信号をそのそれぞれの伝送符号と相関させ、得られた信号を一列に時空間データキューブ２１６に挿入してもよく、これはすべての時間ステップに対して繰り返されてもよい。

【0065】

独立した波形、および／または視野とのそれらの相互作用から得られる任意の情報の回復は、独立した波形の独立性（例えば、直交性）を解決するための１つ以上の動作を含み得る。独立した波形、および／または視野とのそれらの相互作用から得られた任意の情報の回復は、独立した波形の特性に全体的または部分的に依存し得る。一例として、複数の独立した波形が時間分割されるいくつかの実施形態では、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、受信器アンテナアレイ３１０における波形の時間差を解決するように機能し得る。時間差は、複数の独立した波形の時間分割特性に対応し得る。別の例として、複数の独立した波形が異なるデジタル符号（例えば、異なる位相符号）によって特徴付けられる場合、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、受信器アンテナアレイ３１０で受信された信号の変調特性を、伝送された独立した波形の変調特性と相関させるように機能し得る。

【0066】

さらに別の例として、複数の独立した波形が周波数および／または位相分割される場合、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、受信器アンテナアレイ３１０における波形の周波数および／または位相差を解決し、および／または受信器アンテナアレイ３１０における波形を組み合わせるように機能し得る。例えば、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、受信器アンテナアレイ３１０によって受信された複数の受信レーダ信号を組み合わせて、視野のための組み合わされた受信レーダ信号を形成するように機能することができる。具体的には、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、伝送器アンテナアレイ３０８によって視野に伝送される独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表す複数の受信器レーダ信号を組み合わせることができる。複数の独立した波形、および／または視野とのそれらの相互作用から得られた任意の情報を処理する際、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、組み合わされた受信レーダ信号と仮想アレイ開口部を効果的に形成することができる。具体的には、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、アンテナ素子の仮想フィールドで受信された受信レーダ信号を組み合わせることができる。いくつかの実施形態では、仮想アンテナ形成モジュール３１４によって実行される受信レーダ信号の処理は、伝送器アンテナアレイ内のアンテナおよび受信器アンテナアレイ３１０内のアンテナの位置のコンボリューションに対応することができる。このようなコンボリューションは、仮想アンテナアレイ素子の位置および／または仮想アンテナアレイの他の属性を導出するためにいくつかの用途で使用され得る。ＭＩＭＯ処理に関して前述したように、これは、伝送器アンテナアレイ３０８および受信器アンテナアレイ３１０によって形成される実際の物理的開口部サイズよりもサイズが大きい有効開口部を作成することができる。

【0067】

仮想アンテナ形成モジュール３１４は、受信器アンテナアレイ３１０によって受信された受信レーダ信号を組み合わせるための適用可能な信号組み合わせ方法を利用して、組み合わされた受信レーダ信号を生成することができる。具体的には、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、受信器アンテナアレイ３１０によって受信された受信レーダ信号の加算を実行して、組み合わされた受信レーダ信号を形成することができる。さらに、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、受信器アンテナアレイ３１０によって受信された受信レーダ信号に対して線形演算を実行して、組み合わされた受信レーダ信号を形成することができる。代替的に、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、受信器アンテナアレイ３１０によって受信された受信レーダ信号の数学的積分を実行して、組み合わされた受信レーダ信号を形成することができる。加えて、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、受信器アンテナアレイ３１０によって受信された受信レーダ信号を乗算して、組み合わされた受信レーダ信号を形成することができる。

【0068】

さらに、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、受信器アンテナアレイ３１０によって受信された受信レーダ信号をサンプリングして、組み合わされた受信レーダ信号を生成することができる。受信レーダ信号をサンプリングする際、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、サンプリングモジュールを少なくとも部分的に実装することができる。次いで、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、サンプリングされた受信レーダ信号および組み合わされた受信レーダ信号を視野のためにバッファリングすることができる。次いで、サンプリングされた受信レーダ信号を、例えば、信号経路を受信するための各伝送について利用して、補正された信号を生成することができる。具体的には、後でさらに詳細に考察されるように、サンプリングされた受信レーダ信号を画像形成較正プロセスで使用して、位相誤差を考慮し、例えば、１度、５度、１０度、２０度ほど、などの位相誤差の精度を向上させることができる。さらに、サンプリングされた信号をバッファリングすることによって、計算リソースを共有することができるか、またはそうでなければリサイクルすることができ、演算を時間的にインターリーブし、より少ないチップまたはチャネルの再利用を可能にすることができる。これは、システム設計に対する重要な課題が、比較的安価であるシステムを用いて比較的高い帯域幅で数百個の受信アンテナを潜在的にサンプリングすることであるため、有利である。

【0069】

先に考察されたように、仮想アンテナ形成モジュール３１４は、組み合わされた受信レーダ信号をバッファリングすることができる。さらに、レーダ撮像システム１０２は、仮想アンテナ形成モジュール３１４に結合された１つ以上のマルチプレクサを含むことができる。仮想アンテナ形成モジュール３１４に結合されたマルチプレクサを使用して、例えば、画像処理物体検出および特徴付けの目的のために、バッファリングされた組み合わされた受信レーダ信号の一部分を提供することができる。これは、視野内の物体を送信および特徴付けすることに使用される計算リソースをさらに削減することができる。

【0070】

撮像モジュール３１６は、視野の表現を生成するように機能する。具体的には、後でより詳細に考察されるように、撮像モジュール３１６は、視野内の１つ以上の関心領域の表現を生成して、例えば、１つ以上の関心領域の表現を使用して、１つ以上の関心領域の１つ以上の属性をレンダリングすることができる。１つ以上の関心領域の属性は、視野内の関心領域の実際の特徴を含むことができる。具体的には、視野内の関心領域の属性は、視野内の関心領域内の物体の幾何学的／位置および特性を含み得る。例えば、１つ以上の関心領域の属性は、視野内の物体の速度を含み得る。別の例では、および後でより詳細に考察されるように、１つ以上の関心領域の属性は、視野内の物体の材料特性を含み得る。さらに、関心領域の属性は、物体が視野内にないことを示すことができる。

【0071】

撮像モジュール３１６は、仮想アンテナ形成モジュール３１４によって作成された組み合わされた受信レーダ信号を使用して、視野内の１つ以上の関心領域の表現を生成し、例えば、視野内の関心領域の１つ以上の属性をレンダリングすることができる。具体的には、撮像モジュール３１６は、適用可能な信号処理技術を、組み合わされた受信レーダ信号に適用して、視野内の１つ以上の関心領域の表現を作成することができる。例えば、撮像モジュール３１６は、本明細書に記載されるように、ＭＩＭＯ信号処理技術を使用して、視野内の１つ以上の関心領域の表現を生成することができる。さらに、撮像モジュール３１６は、視野に向かって伝送された複数の独立して伝送されたレーダ信号を使用して、視野内の１つ以上の関心領域の表現を生成することができる。例えば、および先に考察されたように、撮像モジュール３１６は、例えば受信時に、どの応答が、信号を伝送したどの伝送アンテナから来たかを判定することができる。この関連付けに基づいて、撮像モジュール３１６は、受信された応答と、受信された応答を引き起こすために、信号を伝送した、伝送アンテナの特性、例えば、伝送アンテナの位置と、に基づいて、１つ以上の関心領域の表現を生成することができる。

【0072】

視野内の１つ以上の関心領域の表現を生成する際、撮像モジュール３１６は、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号への応答を使用して、視野の１つ以上の散乱特性を推定することができる。具体的には、撮像モジュール３１６は、視野の１つ以上の散乱特性を推定して、１つ以上の関心領域の表現を提供することができる。具体的には、散乱物体の性質に応じて、反射放射線の偏光は、伝送されたものとは異なる場合がある。例えば、水平に偏光された放射線が伝送された場合、受信された放射線のいくつかの部分は、水平に偏光され得、いくつかの部分は、垂直に偏光され得る。個々の散乱体が入射波の偏光に与える影響は、散乱体の材料に強く依存する。したがって、この偏光シフトを観察することにより、レーダは、散乱体ダウンレンジの材料特性を推測することができる。

【0073】

特に、撮像モジュール３１６によって生成された関心領域の表現は、視野内の１つ以上の散乱体への応答の合計を含むことができる。さらに、撮像モジュール３１６によって生成された関心領域の表現は、視野内の１つ以上の散漫散乱に対する反応の合計を含むことができる。加えて、撮像モジュール３１６によって生成された関心領域の表現は、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答の合計の第１の数のサンプルを含むことができる。

【0074】

さらに、撮像モジュール３１６は、１つ以上の関心領域の表現をサンプリングするように構成することができる。１つ以上の関心領域の表現をサンプリングする際に、撮像モジュールは、少なくとも部分的にサンプリングモジュールを実装するように機能することができる。具体的には、撮像モジュール３１６は、関心領域のサンプリングされた表現を使用して、１つ以上の関心領域のバッファリングされた表現を作成するように構成することができる。続いて、撮像モジュール３１６は、１つ以上の関心領域のバッファリングされた表現を使用して、関心領域の１つ以上の画像フレームを生成することができる。これは、以前に考察されたように、１つ以上の関心領域の表現を作成するために処理することで使用される計算リソースの量を低減することができるため、有利である。

【0075】

様々な実施形態では、撮像モジュール３１６によって処理された１つのフレームは、１つ以上のサンプリング期間にわたるあらゆる伝送－受信アンテナの組み合わせについて記録された値を含む。撮像モジュール３１６によって実行される後続の信号処理の目的は、これらの信号を解釈して、チャネルの散乱特性を推定する画像を生成することである。前述したように、信号は、伝送アンテナを離れ、空間を通って伝播し、１つ以上の散乱体に接触する。各散乱体は、入射波の一部分を反射して戻すことができる。これらの反射は、すべての受信アンテナによって受信され得る。本発明では、伝送器から受信器までのチャネルを線形として仮定することができる。具体的には、これは、各散乱体の動作が、重ね合わせの原理に従うことを意味する。この原理は、複数の散乱体の正味の応答は、各散乱体の個々の応答の合計であると述べている。この仮定は、光学系から「ボルン近似」として知られており、関心領域の表現を生成するのに十分に正確であり得る。

【0076】

さらに、撮像モジュール３１６によって撮像されるほとんどの表面は、拡散反射を生成する大きな表面を含むことができる。拡散反射は、放射線を全方向に散乱させる。重ね合わせが有効である場合、これは、このような表面が、表面上での積分である散乱応答を生成することを意味し、積分演算は、表面が無数の無限小散乱体で構成されていると仮定し、これは、前述の散乱体に従って処理することができる。

【0077】

様々な実施形態では、仮想アンテナ形成モジュール３１４によって作成された、組み合わされた受信レーダ信号は、視野の複数の視点を含む。具体的には、視点の各々は、受信器アンテナアレイ３１０によって受信された複数の応答のうちの単一の応答によって表される視野に対応することができる。例えば、組み合わされた受信レーダ信号は、特定の応答に対応するレーダ信号を受信するために使用される受信アンテナの位置からの視野の視点を含む複数の視点を含むことができる。したがって、撮像モジュール３１６は、組み合わされた受信レーダ信号に含まれる視野の複数の視点に基づいて、視野内の１つ以上の関心領域の表現を生成することができる。具体的には、撮像モジュール３１６は、受信器アンテナアレイ３１０によって受信された応答の１つ以上の位相シフトに適応する、視野内の１つ以上の関心領域の表現を生成することができる。

【0078】

撮像モジュール３１６によってレンダリングされる属性は、視野の表現の一部として、視野内の１つ以上の関心領域内のボクセル／ボクセルの属性を含むことができる。具体的には、撮像モジュール３１６は、１つ以上の関心領域内のボクセルの物理的特性を識別するように構成することができる。例えば、撮像モジュール３１６は、視野内の物体の材料特性を識別することができる。さらに、撮像モジュール３１６は、１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルの反射性を識別するように構成することができる。これは、反射性を使用して、視野内の物体の反射性を測定することができるため、有利である。具体的には、遠隔物体の反射率は、ミリ波周波数で大きく変化する。例えば、シーンには、反射率が最大６０ｄＢ（１，０００，０００ｘ）まで変化するピクセルが含まれ得る。ボクセルの反射性を識別する際、撮像モジュール３１６は、これらのシナリオにおいて画質を向上させることができる。例えば、撮像モジュール３１６は、例えば、車上の金属からのスペクトル反射であり得る、特定の数の高強度対象の場所を識別することができる。以下のように、キャンセル信号は、反射的に基づいて生成され、これらの高強度対象を除去し、受信された信号と合計し、より低い強度対象を解像するための信号処理を再稼働することができる。

【0079】

様々な実施形態では、空間内の特定のボクセルで反射率を見い出すために、撮像モジュール３１６は、散乱積分を反転させることができる。具体的には、撮像モジュール３１６は、視野内の関心領域の表現の数学的反転を実行することができる。特に、撮像モジュール３１６は、受信器アンテナアレイ３１０で受信された複数の受信レーダ信号の散乱積分を実行することによって、関心領域の表現を生成し、その後、散乱積分の数学的反転を実行することができる。撮像モジュール３１６は、デコンボリューションまたは整合フィルタリングを含むいくつかの方式でこれを行うことができる。具体的には、撮像モジュール３１６は、視野内の関心領域の表現のデコンボリューションを実行することができる。例えば、撮像モジュール３１６は、受信器アンテナアレイ３１０で受信された複数の受信レーダ信号の散乱積分のデコンボリューションを実行し、その後、視野内の関心領域の表現を生成するために、散乱積分のデコンボリューションを実行することができる。

【0080】

さらに、撮像モジュール３１６は、時間ドメインまたは周波数ドメインのいずれかで整合フィルタリングを実行して、最終的に視野内の関心領域の表現を生成することができる。撮像モジュール３１６は、逆伝搬として知られているものを使用して、時間ドメイン内でこの動作を実行することができる。具体的には、撮像モジュール３１６は、受信器アンテナアレイ３１０で受信された複数の受信レーダ信号の散乱積分に対して整合フィルタリングを実行することによって、関心領域の表現を生成することができる。より具体的には、撮像モジュール３１６は、受信器アンテナアレイ３１０で受信された複数の受信レーダ信号の散乱積分に対して時間ドメインまたは周波数ドメイン整合フィルタリングを実行することによって、関心領域の表現を生成することができる。

【0081】

具体的には、撮像モジュール３１６は、すべてのボクセル上でループして、画像を形成することができる。各ボクセルにおいて、撮像モジュール３１６は、各伝送－受信アンテナの組み合わせについて各波形上でループすることができる。これらの動作の一部として、撮像モジュール３１６は、まず、位相オフセットが、この伝送アンテナから、このボクセルへ、およびこの受信アンテナに戻る移動距離に対応する波形から減算することができる。これは、そのボクセルまでの範囲に対応する正確なモーメント（時間遅延）で、受信された波形を補間する効果を有する。具体的には、撮像モジュールは、対象となるボクセルに対応する時間遅延を効果的に「選択」することができる。

【0082】

次いで、撮像モジュール３１６は、各伝送－受信アンテナ組み合わせ上でループするにつれて、これらの波形を蓄積し始めることができる。様々な実施形態では、蓄積されたワードは、これらの波形の合計が重要であること、およびそれらが、加算後に破棄され得ることを強調するために使用される。撮像モジュール３１６は、対象のボクセルに対応する時間遅延を「選択」したため、各伝送－受信アンテナ組み合わせからの波形は、対象がその位置に存在する場合、建設的に加算される。逆に、対象が存在しない場合、波形は、破壊的に加算され、例えば、他のボクセルからの破壊的寄与は、破壊的に加算されることができる。結果は、このボクセルの強度値である。

【0083】

様々な実施形態では、撮像モジュール３１６が伝送－受信ペア上でループすると、各加算は、対象となる点について解像度の向上をもたらす。具体的には、後続の波は、連続してますます多くの隣接する画素をキャンセルし続け、「鮮明化」または「集束」プロセスをもたらす。低解像度画像のより効率的な計算を実行することが有用である場合、このプロセスは、カメラレンズ上でフォーカスリングを回すのと同様に、解像度または焦点をパラメータ化することを可能にすることができる。リングを「ぼかし」設定にすることによって、画像をより迅速に生成することができ、これはいくつかのシナリオで有利であり得る。

【0084】

すべての伝送－受信ペア上でループした後、撮像モジュール３１６は、新しいボクセルに移動することによって継続することができ、プロセスは、そのボクセルで繰り返すことができる。このループが稼働されると、ダウンレンジで発生した散乱動作を表す強度値の３Ｄボリュームが生成される。様々な実施形態では、ボクセルからボクセルへループするこのプロセスは、従来のＳＩＭＯ位相アレイレーダで行われるビームフォーミング、またはライダの走査動作に類似する。したがって、可動部品なしの走査は、簡素で高並列化可能なシステムで達成される。

【0085】

様々な実施形態では、撮像モジュール３１６は、複数のボクセルにわたってこのプロセスを繰り返すことができる。レーダが有する、ライダよりも重要な利点は、任意の体積の検索空間を走査する能力である。ライダは、作動されたミラーを使用して、レーザビームを走査する。これらは、機械的部品であるため、慣性を有し、複雑かつ高価なアクチュエータを制御する必要がある。本発明は、いかなる可動部品もなしで走査することを達成するため、慣性なしで実行することができる（機械的な時間スケール上で「瞬間的」）。

【0086】

撮像モジュール３１６は、シーン内の任意の点まで効果的に走査することができるため、特定の関心領域のみへの焦点（「視線」）を走査することができる。具体的には、撮像モジュール３１６は、ボクセル選択プロセスを効果的に最適化することができる。より具体的には、すべてのボクセルを単純にループするだけではなく、撮像モジュール３１６は、よりインテリジェントな走査を実行するための用途固有の方法を採用することができる。例えば、一実施形態は、「マルチ解像度処理」を実行し得る。まず、低解像度走査が行われ、関心領域が識別される。用途に応じて、これらは、高強度、高コントラスト、偏光シグネチャ、推定された路面の幾何学的位置、前のフレームからの既知の追跡された対象の補間位置などの領域であり得る。これらの特徴が識別されると、その後のより高い解像度のパスは、これらの領域のみに焦点を当て、対象とする領域の外側のボクセルを計算することを回避することができる。これにより、より高速なフレーム処理が可能になる。本明細書のシステムは、シーンの最も重要な領域のみに最も詳細が確保されている、複数のレベルの「焦点」を有する画像を構築するように機能することができる。「重要性」の選択は、用途に依存し得る。

【0087】

いくつかの実施形態では、撮像モジュール３１６は、仮想アンテナ形成モジュール３１４からのデータを使用して、クロスレンジ次元の画像に焦点を合わせる。本明細書で使用される場合、「クロスレンジ寸法」は、レンジ次元に直交する次元を含み得る。いくつかの実施形態では、撮像モジュール３１６は、位相情報（例えば、複数の独立した波形が周波数および／または位相分割されている場合）を使用して、クロスレンジ次元で画像に焦点を合わせることができる。撮像モジュール３１６は、複数の独立した波形への応答が周波数および／または位相でどのように異なるかなどのデータを、仮想アンテナ形成モジュール３１４から収集し得る。これらの周波数および／または位相差は、画像に焦点を合わせることの基礎として使用され得る。一例を用いて例解するために、受信器アンテナアレイ３１０は、物体１０６から、独立して伝送されたレーダ信号への応答を受信し得る。受信器アンテナアレイ３１０のアンテナは、互いに空間的に分離され得、結果として、異なる時点で応答を受信し得る。撮像モジュール３１６は、そのような差を、単独で、または受信器アンテナアレイ３１０の幾何学的特性（レイアウト、アンテナ素子の数、アンテナ素子の空間的分離および／または配向など）と組み合わせて、使用して、クロスレンジ次元の集束画像を作成してもよい。いくつかの実施形態では、撮像モジュール３１６は、独立して伝送されたレーダ信号への応答間の周波数および／または位相の差を使用して、焦点画像を作成する。周波数および／または位相の差は、各伝送器から、対象への、および各受信器へ戻る往復距離の差から生じ得る。

【0088】

周波数および／または位相情報を使用して、クロスレンジ次元の画像に焦点を合わせることにおいて、撮像モジュール３１６は、それのボクセルダウンレンジへの往復時間を使用してもよい。結果として、そのような実施形態では、撮像モジュール３１６は、（伝送および受信アンテナ素子の実際の位置よりもむしろ）互いに対する伝送および受信アンテナ素子の位置を考慮し得る。発明者らは、ボクセルダウンレンジへの同じ往復時間を有する伝送器および受信器ペアが、類似の撮像情報を捕捉することを見出した。本発明者らはさらに、所与の対象位置への同じ往復時間を有する非常に多くの（ほぼ無限の）数の伝送器位置および受信器位置が存在することを見出した。

【0089】

視野内の１つ以上の関心領域の表現を形成する際、撮像モジュール３１６は、１つ以上の関心領域のための３次元（３Ｄ）画像フレームを生成することができる。具体的には、撮像モジュール３１６は、視野内の関心領域の３Ｄ画像フレーム内の物体の３Ｄ表現を形成することができる。例えば、撮像モジュール３１６は、物体の３Ｄ表現を形成して、視野内のレーダ撮像システム１０２から物体の距離を示すことができる。

【0090】

撮像モジュール３１６は、視野に対する動きを考慮しながら視野を撮像するように機能する。画像は、視野に対する動きに少なくとも部分的に基づく様々な画像属性を有し得、レーダを使用して、動く対象を撮像する能力を提供し得る。画像は、視野を表し、視野に対する動きからのデータを使用して構築されるボクセルを含んでもよい。ボクセルは、例えば、範囲値、角度値、および／または速度値によって特徴付けられ得る。ある実施形態では、ボクセルは、セルマイグレーション現象を補正する範囲値、角度値、および速度値によって特徴付けられる。

【0091】

ある実施形態では、撮像モジュール３１６は、仮想アンテナ形成モジュール３１４から回復された（および、本明細書で述べるように、受信器アンテナアレイ３１０で受信された）、独立して伝送されたレーダ信号の信号属性をサンプリングするように機能する。所与のパルスのサンプルは、視野の「高速時間」データと称され、所与の時間の視野を表すように時間順に配置され得る。撮像モジュール３１６は、加えて、位置、ならびに仮想アンテナ形成モジュール３１４からの、回復された独立した波形および／または視野仮想アンテナアレイ素子とのそれらの相互作用から得られた任意の情報を収集してよい。これらの値は、視野のための「空間」データと称され得、所与の時間の視野のための空間値を形成するように配置され得る。この実施形態では、撮像モジュール３１６は、受信器アンテナアレイ３１０で受信された各パルスを収集するようにさらに機能し、これは、本明細書で述べるように、所与の時間における独立して伝送されたレーダ信号への応答を表し得る。これらの値は、視野の「低速時間」データと称され得、同様に、所与の時間の視野を表すように時間順に配置され得る。

【0092】

撮像モジュール３１６は、視野のボクセルの基礎として、高速時間データ、低速時間データ、および空間データを使用するように機能する。ある実施形態では、撮像モジュール３１６は、ボクセルの範囲値の基礎として、視野の高速時間値（例えば、仮想アンテナ形成モジュール３１４から回復された、独立して伝送されたレーダ信号の信号属性のサンプル）を使用する。いくつかの実施形態では、これは、サンプリングされた受信された信号をデチャープすること、サンプリングされた受信信号の整合フィルタリングなどを含み得る。撮像モジュールは、ボクセルの角度値の基礎として、視野のための空間データをさらに使用し得る。いくつかの実施形態では、これは、回復された独立した波形、および／または空間軸に沿った視野とのそれらの相互作用から得られた任意の情報のバックプロジェクションを含み得る。撮像モジュール３１６は、加えて、ボクセルの相対速度値の基礎として、低速時間データを使用し得る。様々な実装形態において、撮像モジュール３１６は、低速時間データに対して周波数変換（例えば、フーリエ変換）を実行して、相対速度値を導出する。

【0093】

図２Ｄは、シーン測定データ構造２５０およびボクセルデータ構造２６０の概念的表現を示す。シーン測定データ構造２５０およびボクセルデータ構造２６０は、視野を撮像するときに撮像モジュール３１６によって管理されるデータ配置の例を表す。シーン管理データ構造２５０は、第１の軸に沿って配置された高速時間データ２５２、第２の直交軸に沿って配置された空間データ２５４、および第３の直交軸に沿って配置された低速時間データ２５６を含む。

【0094】

高速時間データ２５２は、仮想アンテナ形成モジュール３１４から回復されたパルスのサンプルを表す。それらは、第１の軸を形成するように時系列に配置される。加えて、レーダ撮像システム１０２がＭＩＭＯシステムを含むため、仮想アンテナアレイに対応する複数の測定値が存在し、これらの仮想アンテナアレイ素子は、第２の軸を形成するように配置され得る。所与の時間において受信器アンテナアレイ３１０にわたって単一の測定値を形成する、受信器アンテナアレイ３１０で受信された複数のパルスは、第３の軸を形成するために時系列に配置されてもよい。

【0095】

ボクセルデータ構造２６０は、第１の軸に沿って配置された範囲値２６２、第２の直交軸に沿って配置された角度値２６４、および第３の直交軸に沿って配置された相対速度値２６６を含む。ボクセルの範囲値は、視野内の画像の範囲特性を表すことができる。ボクセルの角度値は、視野内の画像を特徴付ける角度を表すことができ、相対速度値２６６は、各ボクセルに対するレーダ撮像システム１０２の速度（複数可）を表すことができる。

【0096】

本発明者らは、撮像モジュール３１６が、相対速度と範囲との間の関係（例えば、範囲方向の相対運動によって引き起こされる）が、範囲または速度値のオフセットを引き起こすセルマイグレーション現象に適応することが有用であることに気付いた。例えば、低速時間データ２５６が相対速度値２６６に変換されるとき、低速時間データに対する周波数変換の出力は、速度を範囲に関連付け得る。結果として、対象の範囲は、対象の速度に依存する誤差項によってオフセットされているように見える場合がある。加えて、対象は、十分に速く移動している場合、１回の測定中に複数のレンジビンを通過し得る。これは、「レンジマイグレーション」として知られている。同様のマイグレーション現象は、ドップラー軸に存在する。この同じ誤差項により、目標速度推定を推定するために使用される項は、目標の範囲に依存する量でオフセットされる。これはまた、対象が１回の測定中に複数のドップラー速度ビンに現れ得ることを意味し、この現象は、「ドップラーマイグレーション」として知られている。これらを一緒に「セルマイグレーション」と呼ぶことができる。測定を行うために使用される積分時間が長ければ長いほど、これらの誤差は、悪化する。また、範囲内のレーダまたはドップラーの解像度が細かいほど、両方のマイグレーション現象が悪化し、これは、より小さなセルを塗りつぶすための必要な動きが少ないためである。幸いにも、これを補正するために較正を実行することができる。

【0097】

撮像モジュール３１６は、１つ以上の較正技術を使用してセルマイグレーションを構成する。較正方法の例としては、低速時間スケーリング（例えば、キーストーン変換）などが挙げられ得る。いくつかの実施形態では、キーストーン変換は、任意の対象速度の事前知識を想定せず、対象ごとの追跡または推定にも依存しないため、魅力的である。

【0098】

低速時間補間／低速時間再スケール／範囲速度再スケール（例えば、キーストーン変換）は、以下により、高速時間周波数の関数として低速時間軸を再スケールすることによって、周波数－速度結合を除去する。

【0099】

【数1】

【0100】

ここで、ｎ＿ｓｔは、現在の低速時間パルスのインデックス（上記に示す入力データキューブの低速時間軸に沿ったインデックス）であり、Ｔ＿ｅｆｆは、１つの完全な低速時間測定値（低速時間サンプリング間隔）を収集するのにかかる時間である。例えば、時間分割多重化を利用するレーダシステムでは、この時間は、単一パルスの長さ×伝送器の数である。

【0101】

スケーリング項には、伝送された波形の開始キャリア周波数ｆ＿ｃ、および高速時間ベースバンド周波数ｆ＿ｂが含まれており、高速時間範囲ビンにある関数である。高速時間ベースバンド周波数ｆ＿ｂは、＋／－Ｂ／２の範囲にあり、Ｂは、伝送された波形の帯域幅である。

【0102】

ｆ＿ｂ＝０では、低速時間寸法は、変化しない。ｆ＿ｂ＜０の場合は、低速時間で拡張され、ｆ＿ｂ＞０の場合は、縮小される。ｆ＿ｂ＜０の場合、これは、より長い時間間隔にわたってサンプル間位相進行を延伸する効果を有するため、位相変化の時間－速度、したがって低速時間周波数を低減する。ｆ＿ｂ＞０の場合、低速時間周波数は、増加する。

【0103】

撮像モジュール３１６は、較正を使用してもよく、較正は以下の通りである。まず、高速時間フーリエ変換（パルス圧縮）を実行する。次に、上記のようにキーストーン変換を適用し、低速時間次元で再スケールする。これにより、正しく較正された結果の高速時間フーリエ変換および低速時間逆フーリエ変換である新しい関数がもたらされる。したがって、範囲次元における逆フーリエ変換および低速時間次元における前方フーリエ変換は、範囲またはドップラーのいずれにおいても劣化を伴わない完全に焦点を合わせた較正されたデータをもたらす。範囲－ドップラー誤差項は、正常に較正されている。

【0104】

これまでに考察された動き補償およびドップラー補正較正方法は、シーン非依存性様態で、すべてのセルに補償／補正を適用する。これにより、目標速度に関する事前知識を有する必要はなくなるが、計算の複雑さも増加する。

【0105】

本明細書の実施形態は、較正されていない（塗りつぶされた）範囲－ドップラー画像を使用して、範囲－ドップラー空間内の対象ボクセル位置の粗い推定を確立することによって計算性能を改善する方式を提供する。この較正されていない画像は、較正のためにどのドップラーおよびレンジビンに焦点を当てるかを示す。そのようにして、すべてのセルに補償を適用するのではなく、補償されていない画像から識別されたセルにのみ補償を適用することができる。これは、補償の計算の複雑さを大幅に低減するであろう。

【0106】

図２Ｅは、撮像モジュール３１６によって実装することができるレーダ撮像のためのプロセスの概念的な表現を示す。空間データ、高速時間データ、および低速時間データは、圧縮および較正され得る。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）は、高速時間値にわたって提供され得る。結果として生じるボクセルデータ構造が取得され、ビームフォーミングされ得る。高速時間値にわたってバックプロジェクションされ得る。低速時間値にわたるドップラー処理、キーストーン変換、および／またはＦＦＴは、範囲に対する速度の影響に適応するために実行され得る。

【0107】

撮像モジュール３１６は、視野内の物体の特性を判定することができる。特に、撮像モジュール３１６は、先に考察されたように、視野内の物体によって作成された受信レーダ信号における異なる建設的および破壊的干渉に基づいて、視野内の物体の特性を判定することができる。例えば、撮像モジュール３１６は、視野内の関心領域の表現が、視野内に伝送される複数の独立した波形からの物体による建設的寄与を表すかどうかを判定することができる。同様に、撮像モジュール３１６は、視野内の関心領域の表現が、視野内に伝送される複数の独立した波形からの物体による破壊的寄与を表すかどうかを判定することができる。その後、撮像モジュール３１６は、視野内の物体の１つ以上の特性を、対象となる領域の表現における建設的寄与および破壊的寄与のいずれかまたは両方に基づいて、例えば、物体の散乱特性に基づいて判定することができる。先に考察されたように、これは、視野内の物体の実際の特性、例えば材料特性を識別することができない現在の物体検知システム、例えば、ライダよりも有利である。

【0108】

さらに、撮像モジュール３１６は、先に考察されたように、物体が視野内にある場合、物体によって作成された受信レーダ信号における異なる建設的および破壊的干渉に基づいて、物体が視野内にあるかどうかを判定することができる。例えば、撮像モジュール３１６は、視野内の関心領域の表現が、視野内に伝送される複数の独立した波形からの物体による建設的寄与を表すかどうかを判定することができる。同様に、撮像モジュール３１６は、視野内の関心領域の表現が、視野内に伝送される複数の独立した波形からの物体による破壊的寄与を表すかどうかを判定することができる。続いて、撮像モジュール３１６は、対象となる領域の表現における建設的寄与および破壊的寄与のいずれかまたは両方に基づいて、物体が視野内にあるかどうかを判定することができる。

【0109】

加えて、撮像モジュール３１６は、先に考察されたように、視野から受信された受信レーダ信号における異なる建設的および破壊的干渉に基づいて、視野内の撮像強度を判定することができる。例えば、撮像モジュール３１６は、視野内の関心領域の表現が、視野内に伝送された複数の独立した波形からの建設的寄与を表すかどうかを判定することができる。同様に、撮像モジュール３１６は、視野内の関心領域の表現が、視野内に伝送された複数の独立した波形からの破壊的寄与を表すかどうかを判定することができる。続いて、撮像モジュール３１６は、対象となる領域の表現における建設的寄与および破壊的寄与のいずれかまたは両方に基づいて、視野内の撮像強度を判定することができる。先に考察されたように、撮像強度は、視野内の物体の反射率に基づいて、物体から受信器アンテナアレイ３１０によって受信されたレーダ信号の強度を含むことができる。例えば、車上の金属は、その高い反射率のため、視野内の高強度物体として識別することができる。その後、高強度物体から受信された信号は、より高い解像度でより低い強度対象を解像するために、例えば信号処理を使用して打ち消すことができる。

【0110】

視野内の関心領域の表現を形成する際、撮像モジュール３１６は、視野内の関心領域の付近の解像度を向上させることができる。具体的には、撮像モジュール３１６は、視野内の領域に近接する視野内の領域から受信された複数の独立して伝送されたレーダ信号の１つ以上の応答を連続的にキャンセルすることができる。例えば、関心領域が物体に対応する場合、撮像モジュール３１６は、視野内の物体の表現における解像度を向上させるために、物体の周囲から受信された受信レーダ信号をキャンセルすることができる。

【0111】

さらに、視野内の関心領域の解像度を形成する際、撮像モジュール３１６は、視野内の関心領域の付近の解像度の焦点を制御することができる。加えて、撮像モジュール３１６は、様々な撮像パラメータに従って関心領域付近の解像度を制御するために、視野内の関心領域付近の解像度のパラメータ化された焦点を提供することができる。例えば、撮像モジュール３１６は、焦点を調整して、視野内の関心領域の付近の解像度を低下させる、例えば、関心領域の周囲にぼやけた画像を作成することができる。次いで、これは、より少ない計算リソースを利用し、これは、物体検知および特徴付けの目的のために大量のデータを処理する際に有利であり得る。

【0112】

加えて、撮像モジュール３１６は、異なる解像度で視野内の複数の関心領域の複数の走査を実行して、視野内の異なる属性を識別することができる。具体的には、撮像モジュール３１６は、視野内の複数の関心領域を第１の解像度で走査して、異なる解像度、例えばより高い解像度で撮像するための属性を識別することができる。その後、撮像モジュール３１６は、より高い解像度で視野内の関心領域の属性を走査することができる。これは、関心領域全体がより高い解像度で走査される必要がないため、撮像モジュール３１６が採用される計算リソースを削減することを可能にする。

【0113】

先に考察されたように、視野内の関心領域の表現を提供する際、撮像モジュール３１６は、関心領域内の物体の特性を識別することができる。具体的には、撮像モジュール３１６は、視野内の関心領域内の物体の偏光特性を識別することができる。偏光特性は、物体の偏光を含むことができ、視野に伝送される複数の独立したレーダ信号に応答して物体から受信されたレーダ信号の偏光を含むことができる。続いて、撮像モジュール３１６は、偏光特性に基づいて、視野内の物体の材料特性を判定することができる。

【0114】

偏光特性に基づいて、撮像モジュール３１６によって撮像することを容易にするために、伝送器アンテナアレイ３０８の１つ以上の伝送アンテナは、水平に偏光された放射線のみを放出するように構成することができる。伝送された信号は、空間を通って伝搬し、放射線を散乱させる１つ以上の物体に遭遇することができる。本明細書に広く記載されるように、この放射線のいくつかは、受信器アンテナアレイ３１０に向かって後方に散乱される。偏光特性に対応する偏光を測定するために、レーダ撮像システム１０２は、２つの受信アンテナ、つまり、主に垂直に偏光された放射線を受信するアンテナ、および主に水平に偏光された放射線を受信するアンテナを使用することができる。これらの反対方向に偏光されたアンテナは、互いに垂直に配向されたプリントダイポールアンテナまたはボウタイアンテナであり得る。

【0115】

物体検出モジュール（複数可）３１８は、関心領域が物体を含むかどうかを判定するように機能する。具体的には、物体検出モジュール（複数可）３１８は、撮像モジュール３１６によって生成された対象となる表現領域に基づいて、視野内の関心領域が物体を含むかどうかを判定することができる。関心領域が物体を含むかどうかを判定する際、物体検出モジュール（複数可）３１８は、関心領域内の検出された物体の特性を判定することができる。例えば、物体検出モジュール（複数可）３１８は、視野内で検出された物体の実際のサイズを判定することができる。さらに、実施例では、物体検出モジュール（複数可）３１８は、視野内の関心領域の表現の一部として含まれるような、物体からレーダ撮像システム１０２までの距離に基づいて、物体の実際のサイズを判定することができる。さらに、対象領域が物体を含むかどうかを判定する際に、物体検出モジュール（複数可）３１８は、物体を特定の物体タイプとして分類することができる。例えば、検出された物体が特定の車の形状を有する場合、物体検出モジュール（複数可）３１８は、物体を特定の車として分類することができる。

【0116】

車両管理モジュール（複数可）３２０は、撮像モジュール３１６によって生成される視野内の関心領域の表現に基づいて、車両を管理するための命令を提供するように機能する。具体的には、車両管理モジュール（複数可）３２０は、物体検出モジュール（複数可）３１８によって視野内の関心領域の表現において検出された物体に基づいて、車両を管理するための命令を提供することができる。例えば物体検出モジュール（複数可）３１８によって、例えば、視野内の物体の識別された速度に基づいて、車両管理モジュール（複数可）３２０は、車両に物体との衝突を回避させるための命令を提供することができる。

【0117】

図５は、ＭＭＩＣレーダシステム５００の例を示す。具体的には、例示的なＭＭＩＣシステム５００は、例えば、レーダを使用して視野内の物体を検出および特徴付ける目的で、レーダ撮像システム１０２を実装するために使用することができる。

【0118】

この例では、ＦＰＧＡは、ＭＭＩＣレーダシステム５００の中央計算ノードである。中央計算ノードは、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または他の処理ユニットを含んでもよいことに留意されたい。このチップは、すべての制御および信号処理ファームウェアを稼働する。伝送信号経路は、ＦＰＧＡ上で稼働するファームウェアによって制御される直接デジタル合成（ＤＤＳ）回路で開始する。このファームウェアは、ＤＤＳをトリガして、例えば、図４に示される変調スキームのうちの１つに従って周波数変調される正弦波を生成する。ＤＤＳは、その高精度、低位相ノイズ、および任意の波形を生成する能力のために使用される。異なる状況、例えば、長距離もしくは短距離での撮像、または異なるレベルの解像度での撮像（多重解像度撮像）の場合、異なる変調スキームが有利であろう。解像度は、範囲、空間次元、またはドップラー周波数においてであり得ることに留意されたい。システムのリアルタイム撮像要件に応じて、変調スキームを即座に容易に変更することができるという利点がある。

【0119】

ＤＤＳ後、この波形をバンドパスフィルタリングして、デジタル変調アーチファクトを除去し、次いで増幅する。増幅器の出力での信号は、システム局部発振器（ＬＯ）である。これは、システム全体の安定したマスター基準クロックである。ＤＤＳ回路はまた、ＦＰＧＡに接続される周期的なトリガパルスを生成する。このパルスは、変調周期が繰り返されるにつれて信号を送る。例えば、図４を参照して、これは、各鋸歯の開始時、または三角形の１つのアップ周期またはダウン周期の後であり得る。このトリガは、後で説明されるように、データ取得を同期するために使用される。

【0120】

先に考察されたように、本明細書に記載される技術は、設計全体で転送される必要がある高周波信号の数を制限することによって、低コストかつ高い信頼性のために設計される。本実施形態では、増幅されたＬＯ信号は、回路で使用される唯一の高周波アナログ信号である。この信号は、すべての伝送器および受信器コンポーネントにファンアウトされる。この信号は、マイクロストリップおよびストリップラインのような印刷回路素子などの低コスト信号経路を使用して転送することができる。さらに、コストを抑えるために、このＬＯ信号は、システムキャリア周波数よりも低い周波数で動作する。周波数逓倍器は、必要に応じて、この信号をキャリア周波数まで乗算することができる。このＬＯは、６ＧＨｚ前後の範囲であり得る。

【0121】

ＭＭＩＣシステム５００で使用されるＭＩＭＯ信号処理は、伝送された信号が、受信時に別個に回復することができるように独立していることに依存する。これらの伝送された信号を独立させるために、それらは、時間、空間、符号、または周波数で分離され得る。一実施形態では、伝送された信号は、それらを時間で分離することによって独立させることができる。具体的には、一度に単一の伝送器のみをオンにすることによって実装される時分割多重化（ＴＤＭ）を通じて、伝送された信号を独立させることができる。これは、実装することが容易であり、ＤＤＳ回路を複製する必要がなくなるため、有利である。ＴＤＭを実装するために、ＬＯ信号は、スイッチマトリックスに接続することができる。このブロックは、単一の入力を受信することができ、それを複数の出力のうちの１つのみに切り替える。これらの出力の各々は、アレイの周りに分散された単一の個々の伝送器ＭＭＩＣに接続され得る。スイッチマトリックスは、ＦＰＧＡからのデジタル制御ラインによって制御することができる。

【0122】

アレイの伝送器は、スイッチマトリックスからＬＯ信号を受信している場合、アクティブであり得る。したがって、ＴＤＭを実装するために、ＦＰＧＡは、スイッチマトリックスを切り替えて、すべての伝送器を循環させることができる。伝送器ごとに、１つの全ＦＭ変調周期が送信され、これらの伝送に対する応答がすべての受信アンテナから記録される。システムがＮ_Ｔｘ個の伝送器およびＮ_Ｒｘ個の受信器を含む場合、これは、システム５００が、１つの完全な測定間隔（「フレーム」）の終わりにおける処理のために利用可能なＮ_Ｔｘ×Ｎ_Ｒｘ個の記録された波形を有することができることを意味する。各記録された波形は、サンプルクロックによって設定された間隔に従ってサンプリングされた、いくつかの個別のデジタルサンプルから構成され得る。例えば、波形当たりのサンプルの数は、１０２４である。

【0123】

ＦＰＧＡファームウェアが、ＬＯをアクティブな伝送器に伝えるようにスイッチマトリックスを切り替えると、次いで、ＦＰＧＡファームウェアは、ＤＤＳをトリガして、現在の変調スキームに従ってＦＭ波形を生成することができる。このＬＯ波形は、スイッチマトリックスを介して有効な伝送器ＭＭＩＣまで通過することができ、そこでそれをキャリア周波数まで乗算することができる。キャリア周波数は、９６ＧＨｚであり得る。次いで、このキャリア周波数は、電力増幅器を通過し、伝送アンテナを通って出ることができる。図５に示すように、このアンテナは、半導体ダイ上に位置することができる。代替的に、このアンテナは、例えば、プリント回路基板上で、半導体ダイの外部にあり、かつ半導体ダイに近接し得る。

【0124】

次いで、伝送された放射線は、現在アクティブな伝送ＭＭＩＣに接続された伝送アンテナによって自由空間に放射されることができる。この放射線のある部分は、複数の遠隔散乱体に反射し、戻り、アレイ内の受信器によって受信されることができる。単一のモノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）として実装された高集積混合信号受信器を使用して、放射線の反射された部分を受信することができる。このチップは、ＲＦフロントエンドを、ＡＤＣ、サンプルバッファ、シリアルインターフェースと、１つのユニットで組み合わせることができる。別の実施形態では、民生品（ＣＯＴＳ）ＭＭＩＣおよびＡＤＣを使用する。次に、これらの実装形態の各々について説明する。

【0125】

前述したように、コストの主なドライバは、分散されたアンテナアレイの周りの高周波信号を転送する必要性である。これを制限するために、高度集積混合信号ＭＭＩＣ受信器が図５に示される。この受信器は、キャリア周波数でＲＦを入力として取り、シリアルデジタルサンプルを出力として生成することができる。

【0126】

受信器に入る信号は、受信アンテナを介して結合することができる。一実施形態では、このアンテナは、図５に示すように、半導体ダイ上に位置する。代替の実施形態では、このアンテナは、半導体の外部、例えば、プリント回路基板上にある。受信チップはまた、パッシブスプリッタを介してＬＯ信号を受信する。伝送器ＭＭＩＣと同様に、このＬＯ信号は、キャリア周波数まで乗算される。

【0127】

受信された信号は、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）を通過し、ミキサーに入ることができる。ミキサーは、受信された信号を乗算されたＬＯ信号と組み合わせることができる。ミキサー出力は、先に考察されたように、対象散乱体の範囲に比例するビート周波数信号である。次いで、ミキサーは、同相（Ｉ）および直交（Ｑ）出力を生成することができる。これらは共に中間周波数（ＩＦ）波形を構成する。

【0128】

先に考察されたように、フィールドにおける課題は、広帯域幅を有する複数のアレイ素子に対してデジタルサンプリングを実行する際に生じる膨大な量のデータに対処することができるアレイアンテナシステムを設計することである。本システム５００は、この問題に対処するいくつかの特定の特徴を含む。特に、組み込まれた受信ＭＭＩＣは、オンボードＡＤＣおよびサンプルバッファを含む。トリガされると、各受信器は、そのＩＦ波形の指定された数のサンプルを記録し、後の読み出しのためにローカルに記憶することができる。これらのサンプルは、ローカルに記憶されるため、それらがサンプリングされる速度で高速データ経路を介して転送される必要はない。

【0129】

アンテナアレイから意味のあるデータを受信するために、すべてのアンテナから取られたサンプルは、同時にサンプリングされるべきである。さらに、サンプリングは、後の信号処理段階でデジタルサンプルを同相で（「コヒーレントに」）比較することができるように、同じマスターサンプルクロックに正確にタイミングを合わせる必要がある。通常、これは、すべての受信アンテナからのサンプルがフルスピードでデジタルプロセッサ、例えばＦＰＧＡまたはＤＳＰに流れるのに十分な容量を有する巨大なデータ「パイプ」のための必要性を生じる。次いで、このデジタルプロセッサは、レンジ圧縮、ビームフォーミングを実行するために、および画像を生成するために必要なすべての計算を行うのに相当な時間を必要とする。この計算時間中、データパイプは、アイドル状態になり、デジタルプロセッサがより多くのサンプルを受け入れる準備ができるのを待つ。これは、高帯域幅のデジタルシステムがサンプルのバーストを記録し、その後ほとんどの場合アイドル状態になる状況を作り出す。このデューティサイクルは、データ転送を実行するアクティブ時間の単位ごとに１０，０００単位ほどのアイドル時間であり得る。システム５００は、各受信器からのデータをその受信器でローカルに捕捉し、デジタル化し、記憶することによって、この問題を解決することができる。次いで、このデータは、サンプリングに必要とされる速度ではなく、処理に必要とされる速度で読み出すことができる。

【0130】

図６は、組み込まれた受信器ＭＭＩＣを使用する例示的なフレーム捕捉方法６００を例解する。具体的には、図６に示される方法６００は、図５に示されるＭＭＩＣシステム５００によって実施することができる。図６に示される方法６００は、方法を実施するために様々な方式があるため、例として提供される。加えて、例示的な方法６００は、特定の順序のステップで例解されるが、当業者は、図６およびその中に示されるモジュールは、任意の順序で実行され得、例解されるよりも少ない、またはより多いモジュールを含むことができることを理解するであろう。

【0131】

まず、ステップ６０２において、データ取得フェーズが開始する。具体的には、ステップ６０４において、すべての受信ＭＭＩＣ内のサンプルバッファは、リセットピンをアサートし、解放することによって、クリアされる。次に、ステップ６０６において、制御およびサンプルクロックＭＵＸは、すべてのチャネルを通過するように設定することができる。これは、サンプルクロックが、すべてのアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）を同時にトリガすることを意味する。これにより、アレイ信号をコヒーレントに処理するために使用される同時サンプリングが生成される。次に、ステップ６０８で、ＬＯスイッチマトリックスは、第１の伝送器に切り替えられる。前に述べたように、このスイッチマトリックスは、一度に１つの伝送器のみを選択する前述のＴＤＭスキームを実装することができる。次に、ステップ６１０で、ＦＰＧＡは、ＤＤＳユニットを有効にする。一実施形態では、ＤＤＳユニットは、ステップ６１２で、ＦＭランプが開始されると、ＦＰＧＡにトリガ信号を送信する。別の実施形態では、このトリガ信号は、ＤＤＳユニットが直ちに安定しているか、またはＦＰＧＡが、閉ループフィードバックを伴わずにＤＤＳがいつ安定しているかを知るための較正データを含むため、必要ではない。

【0132】

ＦＰＧＡがランプ開始トリガ信号を受信すると、ステップ６１４において、ＦＰＧＡは、ＡＤＣサンプルクロックを生成し始める。このクロックは、制御およびサンプルクロックＭＵＸを介して、すべての受信器ＭＭＩＣまで通過する。ＡＤＣがすべて同時に測定することができることが重要である。一実施形態では、制御およびサンプルクロックＭＵＸから出るすべてのトレースは、設計全体に物理的に分散されているにもかかわらず、ＡＤＣ間のクロックジッタを防止するために同じ長さである。代替の実施形態では、これらのトレースは、異なる長さにすることができる。この実施形態では、較正ルーチンは、ソフトウェアで位相補正を適用することによって、これらのトレースの異なる長さを補正することができる。トレースを異なる長さであることを可能にする理由は、機械的利便性のためにそれらをルーティングするため、および／またはクロストークおよびＥＭＩを防止するためである。ステップ６１６において、これらのサンプルを記録することができる。

【0133】

ＦＭランプが終了した後、ＦＰＧＡは、サンプルクロックを生成することを停止することができる。この時点で、第１の伝送からのサンプリングされた波形は、すべての受信ＭＭＩＣのサンプルバッファに存在する。次いで、方法は、判定点６１８に進み、すべての伝送器が稼働したかどうかが判定される。伝送器が依然として稼働される必要がある場合、次いで、ＬＯスイッチマトリックスが次の伝送器に切り替えられ、別のＦＭランプが生成され、サンプルクロックが稼働し、再び、ＩＦ応答は、すべての受信ＭＭＩＣのサンプルバッファに記録される。次いで、ＬＯスイッチマトリックスが次の伝送器に切り替えられ、すべての伝送器が一度起動されるまで、ステップ６０８から再びプロセスを繰り返すことができる。

【0134】

一実施形態では、伝送ごとに取られたサンプルの数は、１０２４であり、それらは、１４ビット解像度で記録される。この時点で、オンボードサンプルバッファは、各々、Ｎ_Ｔｘ×１４×１０２４ビットのデータを含み得る。これらのサンプルバッファは共に、環境の３Ｄデータの１フレームを生成するためにシステムによって使用されるすべてのデータを含み得る。

【0135】

次に、ステップ６２０で、図６の方法６００に示すように、データ読み出しフェーズを開始する。先に述べたように、分散メモリアーキテクチャの使用は、このフェーズをアレイデータ取得フェーズから分離することを可能にする。これは、現在の設計の主なコスト削減を表すことができ、コヒーレント処理を可能にするために同時にサンプリングして素早く捕捉する必要があるアレイ波形は、受信ＭＭＩＣからゆっくりとダウンロードすることができ、現在の設計で見られる多くの高速信号経路を排除することができる。これは、比較的安価である必要な計算量によってサイズ変更することができるため、はるかに安価なＦＰＧＡの使用を可能にする。対照的に、従来の回路では、ＦＰＧＡは、利用可能なＩ／Ｏによってサイズ変更する必要があり、これは、特にギガビット速度では高価である。

【0136】

すべての受信ＭＭＩＣからデータを読み出すために、ステップ６２２において、受信制御およびサンプルクロックＭＵＸは、第１の受信器に切り替えられる。シリアルデータＭＵＸはまた、第１の受信器に切り替えられる。ステップ６２４において、ＦＰＧＡは、第１の受信器のチップセレクトラインをアサ－トし、ステップ６２６において、サンプルクロックを生成することを開始する。チップセレクトラインがアサートされるため、このチップセレクトラインは、シリアルデータＭＵＸを介してサンプルバッファからサンプルをＦＰＧＡにクロックする。本発明の代替の実施形態では、ＦＰＧＡは、サンプルクロックを生成せず、代わりに、サンプルバッファに接続されたシリアライザは、シリアルデータクロック自体を生成し、このクロックは、シリアルデータＭＵＸを介してＦＰＧＡに接続する。この実施形態では、ＦＰＧＡは、受信器ＭＭＩＣを介して、ＬＶＤＳシリアルデータおよびこの差動シリアルクロックの両方を受信することができる。ステップ６２８では、受信器のためのサンプルが記憶される。

【0137】

サンプルが受信器から読み出されると、判定ポイント６３０において、受信器のすべてが稼働されているかどうかが判定される。ステップ６２２において、１つ以上の追加の受信器を稼働する必要があると判定された場合、ＦＰＧＡは、シリアルデータＭＵＸならびに制御およびサンプルクロックＭＵＸを、次の受信器に切り替えることができ、データ読み出しプロセスは、別の受信器について開始することができる。次いで、サンプルをその受信器から読み出すことができる。このプロセスは、すべてのサンプルが受信器のすべてから読み出されるまで繰り返すことができる。この時点で、ＦＰＧＡは、すべての受信器からのすべてのサンプルの完全なフレームを含み、信号処理を開始する準備ができている。

【0138】

なお、図６の全プロセスを進めている間、ＦＰＧＡは、前フレームからのデータに対して信号処理を行うことができる。データ取得間隔時間は、システムの最大範囲、したがって信号が要する最長の往復時間に基づいて固定することができる。フレーム、例えば３Ｄフレームを生成するために必要な信号処理は、恐らく、この往復時間よりもはるかに長くかかる可能性が高い。したがって、データ読み出し段階は、信号処理段階の終わりにデータのフレームをＦＰＧＡのために用意するだけの十分な速度である必要がある。再び、これにより、大幅なコスト削減が可能になる。データ取得に必要な時間間隔とデータ読み出しに必要な時間間隔とを分離することによって、ＭＭＩＣシステム５００の必要な帯域幅が実質的に減少する。

【0139】

図７は、ＣＯＴＳ ＭＭＩＣレーダシステム７００の一例を示す。図７に示されるＣＯＴＳＭＭＩＣシステム７００を使用して、レーダ撮像システム１０２を実装することができる。ＣＯＴＳ ＭＭＩＣシステム７００は、組み込まれた混合信号受信器ＩＣに必ずしも依存しない。代わりに、ＣＯＴＳ ＭＭＩＣシステム７００は、商用のオフザシェルフ（ＣＯＴＳ）ＩＣを使用しながら、ＭＭＩＣシステム５００と同様の機能を実行することができる。動作中、ＣＯＴＳ ＭＭＩＣシステム７００は、回路内の高速信号経路の数を制限するために、ローカルサンプルバッファを使用してデータを記憶する。しかしながら、集積度は、ＭＭＩＣシステム５００とは異なる。図７に示すＣＴＯＴＳ ＭＭＩＣシステム７００の設計は、単なる一例であり、ＣＯＴＳシステム７００は、システムインパッケージ（ＳＩＰ）技術を使用して一緒に取り付けられたＣＯＴＳチップダイを使用して、別個のＩＣまたは中間程度の集積のいずれかを使用して実装することができる。

【0140】

ＭＭＩＣシステム５００と同様に、ＣＯＴＳ ＭＭＩＣシステム７００において、ＦＰＧＡは、回路の中央計算ノードであり、再び、図４に示されるスキームなどの適用可能なスキームに従って変調されるＦＭ信号を生成するために使用されるＤＤＳ回路に接続される。再び、この波形は、システム局部発振器（ＬＯ）を作成するためにバンドパスフィルタリングおよび増幅される。前述のように、ＤＤＳはまた、周期的なトリガパルスを生成し、それをＦＰＧＡに送信する。

【0141】

ＬＯ信号は、一度に１つの伝送器を起動することによって再びＴＤＭを実装するスイッチマトリックスに接続される。ＣＯＴＳ ＭＭＩＣシステム７００では、これらの伝送器は、ＣＯＴＳ伝送器ＩＣによって実装される。これらのチップは、ＬＯ信号を取り込み、それをキャリア周波数まで乗算する。これらのチップはまた、通常、シリアルペリフェラルインターフェース（ＳＰＩ）構成ポートを含む。伝送器を有効にすること、パワーアンプゲインを設定すること、チップダイ温度を読み取ることなど、チップ動作の様々な側面を制御するレジスタを読み取ることおよび書き込むことに使用される低速シリアルポートである。ＣＯＴＳ ＭＭＩＣシステム７００において、これらの低速信号は、ＦＰＧＡ上の過剰な汎用Ｉ／Ｏ（ＧＰＩＯ）ピンを使用して接続される。

【0142】

前述のように、ＦＰＧＡファームウェアは、スイッチマトリックスを切り替えてＬＯをアクティブな伝送器に渡すと、次いで、ＤＤＳをトリガして、電流変調スキームに従ってＦＭ波形を生成する。このＬＯ波形は、スイッチマトリックスを介して有効な伝送器ＭＭＩＣまで通過し、キャリア周波数まで乗算され、増幅され、アンテナを介して伝送される。図７に示される例示的なＣＯＴＳ ＭＭＩＣシステム７００に示すように、このアンテナは、伝送ＭＭＩＣの外側にあってもよい。

【0143】

再び、伝送された放射線は、現在アクティブな伝送ＭＭＩＣに接続された伝送アンテナによって自由空間に放射される。この放射線のある部分は、複数の遠隔散乱体に反射し、戻り、アレイ内の受信器によって受信されることができる。この放射線は、プリント回路基板上のアンテナによって受信され、ＣＯＴＳ受信器ＭＭＩＣに結合され得る。そこで、ＬＮＡによって増幅される。受信器ＭＭＩＣはまた、パッシブスプリッタを介してＬＯ信号を受信する。この信号をキャリア周波数まで乗算し、ＬＮＡ出力と混合して、ビート周波数ＩＦ信号を生成することができる。ＭＭＩＣシステム５００とは異なり、この信号をデジタル化し、オンボードサンプルバッファに記憶するように構成されたオンボードＡＤＣは存在しない。代わりに、ＣＯＴＳ ＭＭＩＣシステム７００は、外部ＡＤＣチップおよび外部サンプルバッファを使用して、信号をデジタル化し、記憶する。

【0144】

図８は、ＣＯＴＳチップセットを使用する例示的なフレーム捕捉方法８００を例解する。具体的には、図８に示される方法８００は、図７に示されるＣＯＴＳ ＭＭＩＣシステム７００によって実施することができる。図８に示される方法８００は、方法を実施するために様々な方式があるため、例として提供される。加えて、例示的な方法８００は、特定の順序のステップで例解されるが、当業者は、図８およびその中に示されるモジュールは、任意の順序で実行され得、例解されるよりも少ない、またはより多いモジュールを含むことができることを理解するであろう。

【0145】

ステップ８０２において、データ取得フェーズが開始する。具体的には、ステップ８０４において、ＦＰＧＡファームウェアは、リセットピンをアサートして、解放することによってサンプルバッファをクリアする。様々な実施形態では、制御およびサンプルクロックＭＵＸは、すべてのチャネルを通過するように設定することができる。次に、ステップ８０６で、ＬＯスイッチマトリックスは、第１の伝送器に切り替えられる。ステップ８０８で、ＦＰＧＡは、ＤＤＳユニットを有効にする。任意選択で、ステップ８０８で、ＤＤＳユニットは、ＦＭランプが開始すると、ＦＰＧＡにトリガ信号を送信することができる。代替的に、このトリガ信号は、ＤＤＳユニットが直ちに安定しているか、またはＦＰＧＡが、閉ループフィードバックを伴わずにＤＤＳがいつ安定しているかを知るための較正データを含むため、必要ではない。

【0146】

ステップ８１０で、ＦＰＧＡは、ＡＤＣサンプルクロックを生成することを開始する。ＦＰＧＡは、ランプ開始トリガ信号を受信すると、ＡＤＣサンプルクロック信号を生成することを開始することができる。このクロックは、すべてのＡＤＣチャネルをトリガして、それぞれのＩＦ信号を同時にサンプリングする。これらのＡＤＣは、シリアルデータのストリームを生成し、ステップ８１４で、例えば、シリアルインターフェースを介して１つ以上のサンプルバッファに流れ込む。一実施形態では、これらのサンプルバッファは、ＦＰＧＡで実装される。

【0147】

ＦＭランプが終了した後、ＦＰＧＡは、サンプルクロックを生成することを停止する。この時点で、第１の伝送からサンプリングされた波形は、サンプルバッファ（複数可）に収まっている。次いで、判定点８１６で、すべての伝送器が稼働されたかどうかを判定する。追加の伝送器が稼働されていないと判定されると、プロセスは、ステップ８０６に戻り、ＬＯスイッチマトリックスが次の伝送器に切り替えられ、別のＦＭランプが生成され、サンプルクロックが稼働し、再びＩＦサンプルがサンプルバッファに記録される。次いで、ＬＯスイッチマトリックスが次の伝送器に切り替えられ、すべての伝送器が一度起動するまでプロセスが繰り返される。

【0148】

判定点８１６で、すべての伝送器が稼働されていると判定された後、データ読み出しフェーズは、ステップ８１８で開始する。この時点で、サンプルバッファは共に、３Ｄデータの１つのフレームを生成するためにシステムによって使用されるデータを含む。次に、データ読み出しフェーズが開始する。このデータ読み出しは、ゆっくり発生することができる。フレーム信号処理期間の最後にすべてのデータを準備するために必要なだけ迅速に進める必要がある。

【0149】

データは、ステップ８２０で、各上でチップセレクトラインをアサートすることによって、すべてのサンプルバッファから読み出される。メインＦＰＧＡで利用可能なスループットに応じて、１つ以上のチップセレクトを同時にアサートしてもよい。ステップ８２２で、サンプルバッファは次いで、クロック信号を生成することを開始し、ＡＤＣチャネルから記憶されたすべてのサンプルを、例えば、シリアルインターフェースを介してＦＰＧＡに出力する。このプロセスは、すべての受信器が稼働されるまで、判定ポイント８２４とステップ８２０との間のループで続行する。すべてのサンプルがすべてのサンプルバッファから読み出されると、ＦＰＧＡは、完全なフレームを含み、信号処理を開始する準備ができている。

【0150】

図９Ａおよび図９Ｂは、レーダを使用して物体検知および特徴付けを実行するための例示的な方法９００を例解する。具体的には、図９Ａおよび図９Ｂに示される方法９００は、図３に示されるレーダ撮像システム３００を含む、本明細書に説明されるシステムによって実装することができる。図９Ａおよび９Ｂに示される方法９００は、方法を実施するために様々な方式があるため、例として提供される。加えて、例示的な方法９００は、特定の順序のステップで例解されるが、当業者は、図９Ａおよび９Ｂならびにその中に示されるモジュールは、任意の順序で実行され得、例解されるよりも少ない、またはより多いモジュールを含むことができることを理解するであろう。

【0151】

ステップ９０２で、第１の複数の独立した波形が生成される。波形は、本明細書に記載の信号生成器（複数可）３０４など、レーダ信号を生成するための適用可能なモジュールによって生成されることができる。さらに、信号生成器（複数可）３０４に関して本明細書に記載の技術など、レーダ信号を生成するための適用可能な技術を使用して、波形を生成することができる。

【0152】

ステップ９０４で、第１の複数の独立した波形が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換される。波形は、本明細書に記載の信号変換器（複数可）３０６など、レーダ信号を伝送されたレーダ信号に処理するための適用可能なモジュールによって、独立して伝送されたレーダ信号に変換されることができる。また、信号変換器（複数可）３０６に関して本明細書に記載された技術など、信号を処理して伝送されたレーダ信号を生成するための適用可能な技術を使用して、波形を、複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換することができる。

【0153】

ステップ９０６で、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号は、第１の複数の伝送器アンテナを含む伝送アレイを使用して視野に向かって伝送される。第１の複数の独立して伝送されるレーダ信号は、本明細書に記載の伝送器アンテナアレイ３０８などの適用可能な伝送器アレイを使用して伝送することができる。また、伝送器アンテナアレイ３０８に関して本明細書に記載された技術など、レーダ信号を伝送するための適用可能な技術に従って、独立して伝送されたレーダ信号をアレイを使用して伝送することができる。例えば、独立して伝送されたレーダ信号は、ＭＩＭＯ制御スキームに従って伝送することができる。

【0154】

ステップ９０８で、第２の複数の受信レーダ信号は、第２の複数のアンテナを含む受信アレイを使用して受信される。具体的には、受信レーダ信号は、視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号への応答を表すことができる。第２の複数の受信レーダ信号は、本明細書に記載の受信器アンテナアレイ３１０などの適用可能な受信器アレイを使用して受信することができる。さらに、受信器アンテナアレイ３１０に関して本明細書に記載された技術など、レーダ信号を受信するための適用可能な技術に従って、第２の複数の受信レーダ信号を受信することができる。例えば、第２の複数の受信レーダ信号は、ＭＩＭＯ制御スキームに従って受信することができる。

【0155】

ステップ９１０で、第２の複数の受信レーダ信号は、第２の複数の受信レーダ信号から第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性を回復するように処理される。本明細書で述べるように、１つ以上の信号属性は、視野の少なくとも一部分への応答に対応し得る。この動作は、第２の複数の受信レーダ信号を組み合わせて、視野のための組み合わされた受信レーダ信号を形成することを含み得る。受信レーダ信号は、本明細書に記載の仮想アンテナ形成モジュール３１４など、受信レーダ信号を組み合わせるための適用可能なモジュールを使用して、処理および／または組み合わせることができる。さらに、仮想アンテナ形成モジュール３１４に関して本明細書に記載された技術など、受信されたレーダ信号を組み合わせるための適用可能な技術を使用して、受信レーダ信号を組み合わせることができる。

【0156】

ステップ９１２で、視野内の１つ以上の関心領域の表現は、１つ以上の信号属性を使用して提供される。この動作は、例えば、組み合わされた受信レーダ信号を使用することができる。１つ以上の関心領域の表現は、本明細書に記載の撮像モジュール３１６など、レーダを使用して視野内の関心領域の表現を提供するための適用可能なモジュールを使用して、組み合わされた受信レーダ信号から提供され得る。さらに、撮像モジュール３１６に関して本明細書に記載された技術など、レーダを使用して視野内の関心領域の表現を提供するための適用可能な技術を使用して、１つ以上の関心領域の表現を提供することができる。

【0157】

ステップ９１４で、１つ以上の関心領域の１つ以上の画像属性は、１つ以上の関心領域の表現を使用してレンダリングされる。関心領域の属性は、本明細書に記載の撮像モジュール３１６など、レーダを使用して視野内の１つ以上の関心領域の属性をレンダリングするための適用可能なモジュールを使用して、レンダリングされ得る。さらに、撮像モジュール３１６に関して本明細書に記載された技術など、レーダを使用して生成された関心領域の表現を通じて関心領域の画像属性をレンダリングするための適用可能な技術を使用して、関心領域の属性をレンダリングすることができる。本明細書で述べるように、１つ以上の画像属性は、例えば視野に向かう、または視野から離れる動きを含む、視野に対する動きに基づいてもよい。画像属性は、視野の表現を形成するボクセルの角度値、範囲値、相対速度値、またはこれらのいくつかの組み合わせを含んでもよい。画像属性は、視野の高速時間データ、低速時間データ、空間データ、またはこれらのいくつかの組み合わせを含むシーン測定から導出されてもよい。いくつかの実施形態では、視野の空間データは、画像属性の角度値に変換され得る。ステップ９１４は、視野の高速時間データを画像属性の範囲値に変換することを含み得る。低速時間データは、画像属性の相対速度値に変換され得る。いくつかの実施形態では、範囲測定に影響を与える速度測定、または速度測定に影響を与える範囲測定に起因するセルマイグレーションを補正することができる。低速時間データは、視野の高速時間値に照らして再スケールされ得る。いくつかの実施形態では、キーストーン変換は、視野の低速時間データに対して実行される。

【0158】

任意選択のステップ９１６および９１８で、命令は、視野内の１つ以上の関心領域の表現に基づいて、車両を管理するために提供され、関心領域が、表現に基づいて物体を含むかどうかが判定される。例えば、物体が車両の視野内の関心領域であるかどうかを判定することができる。その後、物体が視野内の関心領域内にあるかどうかに基づいて、車両を制御することができる。車両を管理するための命令は、本明細書に記載の車両管理モジュール（複数可）３２０など、視野内の関心領域の表現に基づいて、車両を管理する命令を提供するための適用可能なモジュールによって、生成されることができる。さらに、関心領域が物体を含むかどうかは、本明細書に記載の撮像モジュール３１６および物体検出モジュール（複数可）３１８など、関心領域内の物体を検出するための適用可能なモジュールを使用して、関心領域の表現に基づいて、判定することができる。

【0159】

ここで、考察は、本明細書に記載のシステムおよび技術における誤差の原因に向けられる。具体的には、本明細書に記載のシステムの製造、設置、および動作中に生じ得る誤差の様々な原因が存在する。これらの誤差のいずれかが、撮像動作に誤差を引き起こすのに十分に重要である場合、それらは較正を実行することによって、測定および補正することができる。一般に、本明細書に記載のシステムの誤差は、様々な原因から生じるが、すべてが、伝送－受信アンテナペア間の望ましくない振幅オフセットと、伝送－受信アンテナペア間の望ましくない位相オフセットのいずれかまたは両方をもたらす。

【0160】

振幅および位相誤差は、様々な方式で引き起こされる。これらには、温度の関数としての変化する増幅器ゲイン、温度の関数としての変化する信号経路損失、アンテナ製造公差に起因するアンテナサイズ、形状、および位置の差異、回路ルーティング制約に起因する異なるチャネルの異なる信号経路長に起因する追加のゲインおよび位相オフセット、対象プラットフォーム、例えば、車両内の製造または設置において引き起こされる機械公差に起因するアレイ形状の静的誤差、ならびに対象プラットフォーム内の機械的移動によって引き起こされる動的誤差、例えば、車両が移動するときに生じる振動が含まれる。

【0161】

これらの誤差の原因のいくつかは、システムの寿命にわたって比較的一定である。例えば、異なる信号経路長から生じる位相および振幅誤差は、システムの寿命にわたって一定である。加えて、プリント基板信号経路トレースの長さは、製造公差に起因して初期誤差を有するが、典型的には変化しない。逆に、対象プラットフォーム振動による温度依存性増幅器ゲインまたはアレイ変形などの他の誤差の他の原因は、デバイスの動作中に変化する。以下は、誤差の長期の安定した原因および短期の動的原因の両方を説明し、本明細書に記載のシステムに実装することができる較正手順を説明した。

【0162】

本明細書に記載の画像形成プロセスは、逆伝搬方法を使用して実装され得る。説明したように、この技術は、位相内の各伝送－受信ペアから寄与する信号を合計することに依存する。一実施形態では、本明細書に記載のシステムは、７６～７７ＧＨｚのキャリア周波数で動作するように設計される。これは、４ｍｍの波長に対応する。したがって、１度の位相オフセットは、わずか１１マイクロメートルの直線距離に対応する。本明細書に記載の較正プロセスは、位相誤差を補償するように、例えば、結果として得られる精度を１度ほどで与えるように設計される。

【0163】

誤差の追加の原因は、伝送アンテナと受信アンテナの間の不要な直接結合である。本明細書に記載のシステムは、密接な間隔のアンテナ素子を有する１つ以上のアンテナアレイを使用するため、伝送と受信との間の直接結合は、非常に短い信号経路を生成する。次いで、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）変調を測距に利用することができるため、短い信号経路は、復調後の低周波ＩＦ信号をもたらす。クロスカップリングされた信号経路は、本明細書に記載のシステムの通常の動作範囲よりもはるかに短いため、クロスカップリングされた信号経路は、所望の往復信号経路よりもはるかに低い周波数でＩＦ信号を生成することができる。したがって、これらの周波数は、線形フィルタを使用して効果的にフィルタリングされ得る。このフィルタリングは、デジタル化前のアナログ回路素子を使用して、サンプリング後のデジタルフィルタを用いて、または両方を用いて実装することができる。

【0164】

さらに、上述した誤差の原因のすべては、不要なチャネル当たりの振幅または位相オフセットをもたらすため、誤差は、正方行列で定量化することができる受信された信号に適用される線形動作である。本明細書で使用される場合、この正方行列は、誤差行列と称される。システムにＮ_Ｔｘ個の伝送器およびＮ_Ｒｘ個の受信器が含まれる場合、これは、Ｎ_Ｔｘ×Ｎ_Ｒｘ個のエントリを含む正方行列である。行列の値は、複素数であるため、振幅および位相誤差の両方を説明することができる。この行列の対角線は、一定の基準に対する単一のＴｘ－Ｒｘ信号経路のゲインおよび位相オフセットをモデル化する。例えば、伝送器＃１から受信器＃１へのパスを「チャネル１」と呼び出し、それを基準として使用する場合。次いで、チャネル１の行列内のセルは、１．０の値を有し、行列の対角線に沿った他のすべてのセルの値は、チャネル１に対する振幅および位相オフセットの値を含む。

【0165】

誤差行列内の非対角セルは、チャネル間のアンテナ結合の影響に対応する。具体的には、低周波ＩＦ信号をフィルタで除去することにより、アンテナクロスカップリングは無視できると仮定することができる。したがって、誤差行列は、対角行列として表すことができる。

【0166】

したがって、較正プロセスは、この対角誤差行列を取得するための測定を含む。誤差行列は、センサ視野内の既知の参照対象を走査することによって識別することができる。例えば、車に取り付けられたセンサは、ボンネットを見ることができ、そこに配置された固定された参照対象が存在し得る。既知の位置に位置する参照対象の振幅および位相を測定することにより、誤差行列を得ることができる。すべての伝送チャネルから受信チャネルへの実際の信号を、既知の基準位置における対象で撮像される、誤差のないアレイから予想される信号と比較することができる。次いで、振幅と、測定波および予測波の位相との間のチャネルごとの差は、誤差行列の対角エントリを形成することができる。

【0167】

別の実施形態では、較正は、既知の位置における参照対象を使用しない。代わりに、視野内の未知の位置で対象が選択される。まず、撮像プロセスは、較正されていないアレイを用いて、または最新の既知の有効な較正を使用して、実行される。次に、その画像から対象を選択する。この対象は、例えば、最も強度の高い反射を有するボクセル、特に好ましい距離にあるボクセル、または隣接するボクセルとの望ましい量のコントラストを有するボクセルを位置付けることによって選択することができる。最後に、最適化プロセスが稼働される。この最適化は、選択された対象の最も小さく、鮮明な画像を生成する誤差行列を解く。最小二乗法など、適用可能な画像最適化方法を利用して、選択された対象の最も小さく、最も鮮明な画像を生成することができる。

【0168】

誤差行列が生成されると、それを適用して、記録された波形データを補正することができる。具体的には、先に説明した画像形成技術への入力は、信号経路を受信するために各伝送からサンプリングされた波形であり得る。誤差行列対角は、これらの信号経路の各々についてのエントリを含むため、対応するエントリからの振幅および位相オフセットは、補正された信号を生成するためにサンプリングされた信号に適用される。次いで、すべてのチャネルからの補正された信号が撮像アルゴリズムに供給され、前述のように逆伝搬が稼働される。

【0169】

クライアント、サーバ、およびエンジンを含む、本稿に記載のいくつかのコンポーネントは、クラウドベースの計算システムと互換性があるか、またはクラウドベースの計算システムを使用して実装され得る。本明細書で使用するように、クラウドベースの計算システムは、ネットワークなどの通信インターフェースを介してクライアントデバイスがアクセスすることができる集中型サービスおよびリソースを維持することによって、計算リソース、ソフトウェア、および／または情報をクライアントデバイスに提供するシステムである。クラウドベースの計算システムは、サービス用のサブスクリプション、またはユーティリティプライシングモデルの使用を伴ってもよい。ユーザは、クライアントデバイス上に位置するウェブブラウザまたは他のコンテナアプリケーションを介して、クラウドベースの計算システムのプロトコルにアクセスし得る。

【0170】

本明細書は、当業者が多数の方式で実装し得る技術を説明する。例えば、当業者は、プロセス、装置、システム、組成物、コンピュータ可読記憶媒体に具現化されたコンピュータプログラム製品、ならびに／またはプロセッサに結合されたメモリに記憶された、および／もしくはそれによって提供される命令を実行するように構成されたプロセッサなどのプロセッサを使用して、本明細書に記載の技術を実装し得る。特に明記しない限り、タスクを実行するように構成されているものとして記載されたプロセッサまたはメモリなどのコンポーネントは、所与の時間にタスクを実行するように構成される一般的なコンポーネント、またはタスクを実行するように製造される特定のコンポーネントとして実装され得る。本明細書で使用される場合、「プロセッサ」という用語は、コンピュータプログラム命令などのデータを処理するように構成された１つ以上のデバイス、回路、および／または処理コアを指す。

【0171】

上述の実施例による方法は、コンピュータ可読媒体から記憶される、またはそれ以外の方法で利用可能なコンピュータ実行可能命令を使用して実装することができる。そのような命令は、例えば、汎用コンピュータ、特殊目的コンピュータ、または特定の機能または機能のグループを実行するための特殊目的処理デバイスを引き起こす、またはそれ以外の方法で構成する命令およびデータを含むことができる。使用されるコンピュータリソースの部分は、ネットワーク上でアクセス可能であり得る。コンピュータ実行可能命令は、例えば、バイナリ、アセンブリ言語などの中間フォーマット命令、ファームウェア、またはソース符号であり得る。記載された実施例による方法の間に作成された命令、使用される情報、および／または情報を記憶するために使用され得るコンピュータ可読媒体の例としては、磁気ディスクまたは光ディスク、フラッシュメモリ、不揮発性メモリを備えるＵＳＢデバイス、ネットワーク記憶デバイスなどが挙げられる。

【0172】

これらの開示による方法を実装するデバイスは、ハードウェア、ファームウェア、および／またはソフトウェアを含むことができ、様々なフォームファクタのいずれかを取ることができる。そのようなフォームファクタの典型的な例としては、ラップトップ、スマートフォン、小型フォームファクタパーソナルコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント、ラックマウントデバイス、スタンドアロンデバイスなどが挙げられる。本明細書に記載の機能は、周辺機器またはアドインカードでも具体化することができる。そのような機能は、さらなる例として、単一のデバイスで実行される異なるチップまたは異なるプロセスの間で回路基板上に実装され得る。

【0173】

命令、そのような命令を伝達するための媒体、それらを実行するための計算リソース、およびそのような計算リソースをサポートするための他の構造は、これらの開示に記載の機能を提供するための手段である。

【0174】

添付の特許請求の範囲の範囲内の態様を説明するために様々な例および他の情報を使用したが、当業者はこれらの例を使用して多種多様な実装形態を導出することができるであろうため、特許請求の範囲の制限は、そのような例の特定の特徴または配置に基づいて、暗示されるべきではない。さらに、およびいくつかの主題は、構造的特徴および／または方法ステップの例に固有の文言において記載され得るが、添付の特許請求の範囲に定義される主題は、必ずしもこれらの記載された特徴または行為に限定されないことを理解されたい。例えば、そのような機能は、本明細書で識別されるもの以外の構成要素で異なるように分布することができるか、または実行することができる。むしろ、添付の特許請求の範囲の範囲内のシステムおよび方法の構成要素の例として、記載された特徴およびステップが開示される。

【0175】

「のうちの少なくとも１つ」を列挙する特許請求の範囲の文言は、セットのうちの少なくとも１つを指し、セットの１つの部材またはセットの複数の部材が特許請求の範囲を満たすことを示す。例えば、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」を列挙する特許請求の範囲の文言は、Ａ、Ｂ、またはＡおよびＢを意味する。

【0176】

本開示のステートメントは、以下を含む。

【0177】

ステートメント１．第１の複数の独立した波形を生成するように構成された信号生成器を含むレーダ撮像システム。レーダ撮像システムは、第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換するように構成された信号変換モジュールを含むことができる。さらに、レーダ撮像システムは、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号を視野に向かって伝送するように構成された第１の複数の伝送器アンテナを含む伝送器アレイを含むことができる。レーダ撮像システムは、第２の複数の受信レーダ信号を受信するように構成された第２の複数の受信器アンテナを含む受信器アレイを含むことができ、第２の複数の受信レーダ信号は、視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表す。加えて、レーダ撮像システムは、第２の複数の受信レーダ信号を処理して、第２の複数の受信レーダ信号から第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性を回復するように構成された仮想アンテナ形成モジュールを含むことができ、１つ以上の信号属性は、視野の少なくとも一部分に対する応答に対応する。レーダ撮像システムはまた、第２の複数の受信レーダ信号から回復された、第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性を使用して、視野内の１つ以上の関心領域の表現を提供するように、かつ１つ以上の関心領域の表現を使用して、１つ以上の関心領域の画像属性をレンダリングするように構成された撮像モジュールを含むことができ、１つ以上の画像属性は、視野に対する動きに少なくとも部分的に基づいている。

【0178】

ステートメント２．１つ以上の画像属性は、視野に対するレーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0179】

ステートメント３．１つ以上の画像属性は、視野に対するレーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。レーダ撮像システムはまた、視野に向かって、または視野から離れて移動するように構成することもできる。

【0180】

ステートメント４．１つ以上の画像属性は、視野に対するレーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。レーダ撮像システムはまた、視野に向かって、または視野から離れて移動するように構成することもできる。さらに、レーダ撮像システムは、車両レーダシステムを含むことができる。

【0181】

ステートメント５．１つ以上の画像属性は、視野に対するレーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。レーダ撮像システムはまた、レーダ撮像システムに向かって、またはレーダ撮像システムから離れて移動する視野内の物体を撮像するように構成することもできる。

【0182】

ステートメント６．１つ以上の画像属性は、視野に対するレーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。レーダ撮像システムはまた、レーダ撮像システムに向かって、またはレーダ撮像システムから離れて移動する視野内の物体を撮像するように構成することができ、物体は、１つ以上のドローンを含む。

【0183】

ステートメント７．画像属性は、視野の表現を形成するボクセルの角度値、範囲値、相対速度値、またはこれらのいくつかの組み合わせを含む、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0184】

ステートメント８．画像属性は、視野の高速時間データ、低速時間データ、空間データ、またはこれらのいくつかの組み合わせを含むシーン測定から導出される、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0185】

ステートメント９．撮像モジュールは、視野の空間データを、画像属性の角度値に変換するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0186】

ステートメント１０．撮像モジュールは、視野の高速時間データを、画像属性の範囲値に変換するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0187】

ステートメント１１．撮像モジュールは、視野の低速時間データを、画像属性の相対速度値に変換するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0188】

ステートメント１２．撮像モジュールは、範囲測定に影響を及ぼす速度測定、または速度測定に影響を及ぼす範囲測定に起因するセルマイグレーションを補正するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0189】

ステートメント１３．撮像モジュールは、視野の高速時間値に照らして、視野の低速時間データを再スケールするように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0190】

ステートメント１４．撮像モジュールは、視野の低速時間データに対してキーストーン変換を実行するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0191】

ステートメント１５．信号生成器は、第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の時間シフト、第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の位相シフト、第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の符号分割、および第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の周波数シフトのうちの１つ以上を実行するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0192】

ステートメント１６．信号生成器は、鋸歯波形、三角形波形、および段階波形のうちの１つ以上を生成するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0193】

ステートメント１７．信号変換モジュールは、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）変調スキーム、デジタル変調、位相シフトキー（ＰＳＫ）変調、もしくは直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調スキーム、またはこれらのいくつかの組み合わせを使用して、第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0194】

ステートメント１８．仮想アンテナ形成モジュールは、組み合わされた受信レーダ信号と共に仮想アレイ開口部を形成するように構成されており、仮想アレイ開口部は、第１の複数の独立した伝送アンテナの位置および第２の複数の受信アンテナの位置のコンボリューションに対応するアンテナ素子の仮想フィールドを含む、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0195】

ステートメント１９．仮想アンテナ形成モジュールは、加算、線形演算、数学的積分、および第２の複数の受信レーダ信号上のスカラーに対するスカラー乗法のうちの１つ以上を実行して、組み合わされた受信レーダ信号を形成するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0196】

ステートメント２０．第２の複数の受信レーダ信号から回復された、第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性は、第２の複数の受信レーダ信号の組み合わせを表す組み合わされた受信レーダ信号の位相差に対応する、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0197】

ステートメント２１．第２の複数の受信レーダ信号から回復された、第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性は、第１の複数の独立した波形の時間差に対応する、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0198】

ステートメント２２．第２の複数の受信レーダ信号から回復された、第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性は、第１の複数の独立した波形の変調特性に対応する、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0199】

ステートメント２３．第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答は、視野からの１つ以上の拡散反射を含む、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0200】

ステートメント２４．第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答は、視野内の１つ以上の散乱体に対する応答を含む、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0201】

ステートメント２５．撮像モジュールは、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を使用して、視野の１つ以上の散乱特性を推定し、１つ以上の関心領域の表現を提供するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0202】

ステートメント２６．１つ以上の関心領域の表現は、視野内の１つ以上の散乱体に対する応答の合計を含む、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0203】

ステートメント２７．１つ以上の関心領域の表現は、視野内の１つ以上の散漫散乱に対する反応の合計を含む、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0204】

ステートメント２８．１つ以上の関心領域の表現は、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答の合計の第１の数のサンプルを含む、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0205】

ステートメント２９．表現は、関心領域の１つ以上の画像フレームを含む、ステートメント１に記載の撮像モジュール。撮像モジュールはまた、１つ以上の関心領域の表現をサンプリングするように構成することができる。さらに、撮像モジュールは、サンプルを使用して、１つ以上の関心領域のバッファリングされた表現を作成するように構成することができる。加えて、撮像モジュールは、バッファリングされた表現を使用して、関心領域の１つ以上の画像フレームを生成するように構成することができる。

【0206】

ステートメント３０．組み合わされた受信レーダ信号は、視野の複数の視点を含み、複数の視点の各々は、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答のうちの１つからの特定の視点に対応し、１つ以上の関心領域の表現は、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答における１つ以上の位相シフトに適応することを含む、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0207】

ステートメント３１．１つ以上の画像属性は、１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルを含む、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0208】

ステートメント３２．１つ以上の画像属性は、１つ以上の関心領域の１つ以上の３次元（３Ｄ）画像フレームを含む、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0209】

ステートメント３３．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルの物理的特性を識別するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0210】

ステートメント３４．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルの反射性を識別するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0211】

ステートメント３５．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現の数学的反転を実行するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0212】

ステートメント３６．１つ以上の関心領域の表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、撮像モジュールは、散乱積分の数学的反転を実行するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0213】

ステートメント３７．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現のデコンボリューションを実行するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0214】

ステートメント３８．１つ以上の関心領域の表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、撮像モジュールは、散乱積分のデコンボリューションを実行するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0215】

ステートメント３９．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現の整合フィルタリングを実行するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0216】

ステートメント４０．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現の時間ドメインまたは周波数ドメイン整合フィルタリングを実行するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0217】

ステートメント４１．１つ以上の関心領域の表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、撮像モジュールは、散乱積分の整合フィルタリングを実行するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0218】

ステートメント４２．１つ以上の関心領域の表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、撮像モジュールは、散乱積分の時間ドメインまたは周波数ドメイン整合フィルタリングを実行するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0219】

ステートメント４３．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。撮像モジュールはまた、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うことと、第１の判定および第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、視野内の物体の１つ以上の特性を判定することと、を行うように構成することができる。

【0220】

ステートメント４４．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うように構成されている、請求項１に記載のレーダ撮像システム。撮像モジュールはまた、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うように構成することができる。さらに、撮像モジュールは、第１の判定および第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、視野内の物体の存在を判定するように構成することができる。

【0221】

ステートメント４５．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。撮像モジュールはまた、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うように構成することができる。さらに、撮像モジュールは、第１の判定および第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、視野内の物体の撮像強度を判定するように構成することができる。

【0222】

ステートメント４６．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域に近接する視野内の領域からの、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する１つ以上の他の応答を連続してキャンセルすることによって、１つ以上の関心領域の付近の解像度を向上させるように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0223】

ステートメント４７．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の近くに解像度を集中させるように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0224】

ステートメント４８．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の付近の解像度のパラメータ化された焦点を提供するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0225】

ステートメント４９．１つ以上の関心領域が、視野内の複数の関心領域を含み、撮像モジュールが、第１の解像度で複数の関心領域の第１の走査を実行するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。撮像モジュールはまた、第１の走査に基づいて、第２の解像度よりも高い第２の解像度で撮像するための補足画像属性を識別することと、第２の解像度で第２の走査を実行することと、第２の解像度で視野内の１つ以上の散乱体の画像を提供することと、を行うように構成することができる。

【0226】

ステートメント５０．画像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現内に表される偏光特性を識別することと、偏光特性を使用して、１つ以上の関心領域内の１つ以上の物体の材料特性を判定することと、を行うように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0227】

ステートメント５１．第２の複数の受信器アンテナの数は、第１の複数の伝送器アンテナの数の２倍または３倍である、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0228】

ステートメント５２．第２の複数の受信器アンテナの第１のグループは、第１の偏光で構成されており、第２の複数の受信器アンテナの第２のグループは、第２の偏光で構成されており、第２の偏光は、第１の偏光に垂直に配向されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0229】

ステートメント５３．１つ以上の関心領域の表現に基づいて、車両を管理するための命令を提供するように構成された車両管理モジュールをさらに含む、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0230】

ステートメント５４．１つ以上の関心領域の表現に基づいて、１つ以上の関心領域が１つ以上の物体を含むかどうかを判定するように構成された物体検出モジュールをさらに含む、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0231】

ステートメント５５．受信器アレイの１つ以上の受信器は、モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）に組み込まれている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0232】

ステートメント５６．仮想アンテナ形成モジュールは、第２の複数の受信レーダ信号をサンプリングするように、かつ視野のための組み合わされた受信レーダ信号をバッファリングするように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0233】

ステートメント５７．仮想アンテナ形成モジュールに結合された１つ以上のマルチプレクサをさらに含み、１つ以上のマルチプレクサは、バッファリングされた組み合わされた受信レーダ信号の一部分を、撮像モジュールに提供するように構成されている、ステートメント１に記載のレーダ撮像システム。

【0234】

ステートメント５８．第１の複数の独立した波形を生成することと、第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換することと、を含む方法。方法はまた、第１の複数の伝送器アンテナを含む伝送器アレイを使用して、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号を、視野に向かって伝送することを含むことができる。加えて、方法は、第２の複数の受信器アンテナを含む受信器アレイを使用して、第２の複数の受信レーダ信号を受信することを含むことができ、第２の複数の受信レーダ信号は、視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表す。さらに、方法は、第２の複数の受信レーダ信号を処理して、第２の複数の受信レーダ信号から第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性を回復することを含むことができ、１つ以上の信号属性は、視野の少なくとも一部分のための応答に対応する。方法はまた、第２の複数の受信信号から回復された、第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性を使用して、視野内の１つ以上の関心領域の表現を提供することを含むことができる。加えて、方法は、１つ以上の関心領域の表現を使用して、１つ以上の関心領域の１つ以上の画像属性をレンダリングすることを含むことができ、１つ以上の画像属性は、視野に対する動きに少なくとも部分的に基づいている。

【0235】

ステートメント５９．１つ以上の画像属性は、視野に対する動きに少なくとも部分的に基づいている、ステートメント５８に記載の方法。

【0236】

ステートメント６０．１つ以上の画像属性は、視野に向かう、または視野から離れる動きに少なくとも部分的に基づいている、ステートメント５８に記載の方法。

【0237】

ステートメント６１．方法は、車両レーダシステムによって実行される、ステートメント５８に記載の方法。

【0238】

ステートメント６２．１つ以上の画像属性は、視野に対するレーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいており、方法は、視野内の移動するドローンを撮像することを含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0239】

ステートメント６３．１つ以上の画像属性は、視野に対するレーダ撮像システムの動きに少なくとも部分的に基づいており、方法は、視野内の移動するドローンを撮像することを含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0240】

ステートメント６４．画像属性は、視野の表現を形成するボクセルの角度値、範囲値、相対速度値、またはこれらのいくつかの組み合わせを含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0241】

ステートメント６５．画像属性は、視野の高速時間データ、低速時間データ、空間データ、またはこれらのいくつかの組み合わせを含むシーン測定から導出される、ステートメント５８に記載の方法。

【0242】

ステートメント６６．視野の空間データを、画像属性の角度値に変換することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0243】

ステートメント６７．視野の高速時間データを、画像属性の範囲値に変換することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0244】

ステートメント６８．視野の低速時間データを、画像属性の相対速度値に変換することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0245】

ステートメント６９．範囲測定に影響を及ぼす速度測定、または速度測定に影響を及ぼす範囲測定に起因するセルマイグレーションを補正することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0246】

ステートメント７０．視野の高速時間値に照らして、視野の低速時間データを再スケールすることをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0247】

ステートメント７１．視野の低速時間データに対してキーストーン変換を実行することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0248】

ステートメント７２．１つ以上の関心領域の表現に基づいて、車両を管理するための命令を提供することと、１つ以上の関心領域の表現に基づいて、１つ以上の関心領域が、１つ以上の物体を含むかどうかを判定することと、をさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0249】

ステートメント７３．第１の複数の独立した波形を生成することは、第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の時間シフト、第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の位相シフト、第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の符号分割、および第１の複数の独立した波形を生成するための１つ以上のマスター信号上の周波数シフトのうちの１つ以上を実行することを含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0250】

ステートメント７４．鋸歯波形、三角形波形、および段階波形のうちの１つ以上を生成することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0251】

ステートメント７５．周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）変調スキーム、デジタル変調、位相シフトキー（ＰＳＫ）変調、もしくは直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）変調スキーム、またはこれらのいくつかの組み合わせを使用して、第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0252】

ステートメント７６．第１の複数の独立した波形を混合して、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号を生成することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0253】

ステートメント７７．組み合わされた受信レーダ信号と共に仮想アレイ開口部を形成することをさらに含み、仮想アレイ開口部は、第１の複数の独立した伝送アンテナの位置および第２の複数の受信アンテナの位置のコンボリューションに対応するアンテナ素子の仮想フィールドを含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0254】

ステートメント７８．加算、線形演算、数学的積分、および第２の複数の受信レーダ信号上のスカラーに対するスカラー乗算のうちの１つ以上を実行して、組み合わされた受信レーダ信号を形成することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0255】

ステートメント７９．第２の複数の受信レーダ信号から回復された、第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性は、第２の複数の受信レーダ信号の組み合わせを表す組み合わされた受信レーダ信号の位相差に対応する、ステートメント５８に記載の方法。

【0256】

ステートメント８０．第２の複数の受信レーダ信号から回復された、第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性は、第１の複数の独立した波形の時間差に対応する、ステートメント５８に記載の方法。

【0257】

ステートメント８１．第２の複数の受信レーダ信号から回復された、第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性は、第１の複数の独立した波形の変調特性に対応する、ステートメント５８に記載の方法。

【0258】

ステートメント８２．第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答は、視野からの１つ以上の拡散反射を含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0259】

ステートメント８３．第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答は、視野内の１つ以上の散乱体に対する応答を含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0260】

ステートメント８４．第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を使用して、視野の１つ以上の散乱特性を推定し、１つ以上の関心領域の表現を提供することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0261】

ステートメント８５．１つ以上の関心領域の表現は、視野内の１つ以上の散乱体に対する応答の合計を含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0262】

ステートメント８６．１つ以上の関心領域の表現は、視野内の１つ以上の散漫散乱に対する反応の合計を含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0263】

ステートメント８７．１つ以上の関心領域の表現は、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答の合計の第１の数のサンプルを含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0264】

ステートメント８８．表現は、関心領域の１つ以上の画像フレームを含み、撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現をサンプリングするように構成されている、ステートメント５８に記載の方法。撮像モジュールはまた、サンプルを使用して、１つ以上の関心領域のバッファリングされた表現を作成するように構成することもできる。加えて、撮像モジュールは、バッファリングされた表現を使用して、関心領域の１つ以上の画像フレームを生成するように構成することができる。

【0265】

ステートメント８９．組み合わされた受信レーダ信号は、視野の複数の視点を含み、複数の視点の各々は、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答のうちの１つからの特定の視点に対応し、１つ以上の関心領域の表現は、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答における１つ以上の位相シフトに適応することを含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0266】

ステートメント９０．１つ以上の画像属性は、１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルを含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0267】

ステートメント９１．１つ以上の画像属性は、１つ以上の関心領域の１つ以上の３次元（３Ｄ）画像フレームを含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0268】

ステートメント９２．１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルの物理的特性を識別することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0269】

ステートメント９３．１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルの反射性を識別することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0270】

ステートメント９４．１つ以上の関心領域の表現の数学的反転を実行することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0271】

ステートメント９５．１つ以上の関心領域の表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、方法は、散乱積分の数学的反転を実行することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0272】

ステートメント９６．１つ以上の関心領域の表現のデコンボリューションを実行することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0273】

ステートメント９７．１つ以上の関心領域の表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、撮像モジュールは、散乱積分のデコンボリューションを実行するように構成されている、ステートメント５８に記載の方法。

【0274】

ステートメント９８．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現の整合フィルタリングを実行するように構成されている、ステートメント５８に記載の方法。

【0275】

ステートメント９９．１つ以上の関心領域の表現の時間ドメインまたは周波数ドメイン整合フィルタリングを実行することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0276】

ステートメント１００．１つ以上の関心領域の表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、方法は、散乱積分の整合フィルタリングを実行することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0277】

ステートメント１０１．１つ以上の関心領域の表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、方法は、散乱積分の時間ドメインまたは周波数ドメイン整合フィルタリングを実行することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0278】

ステートメント１０２．１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うことと、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うことと、第１の判定および第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、視野内の物体の１つ以上の特性を判定することと、をさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0279】

ステートメント１０３．１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うことと、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うことと、第１の判定および第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、視野内の物体の存在を判定することと、をさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0280】

ステートメント１０４．１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うことと、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うことと、第１の判定および第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、視野内の物体の撮像強度を判定することと、をさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0281】

ステートメント１０５．１つ以上の関心領域に近接する視野内の領域からの、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する１つ以上の他の応答を連続してキャンセルすることによって、１つ以上の関心領域の付近の解像度を向上させることをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0282】

ステートメント１０６．１つ以上の関心領域の近くに解像度を集中させることをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0283】

ステートメント１０７．１つ以上の関心領域の付近の解像度のパラメータ化された焦点を提供することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0284】

ステートメント１０８．１つ以上の関心領域は、視野内の複数の関心領域を含む、ステートメント５８に記載の方法。方法はまた、第１の解像度で複数の関心領域の第１の走査を実行することを含むこともできる。加えて、方法は、第１の走査に基づいて、第２の解像度よりも高い第２の解像度で撮像するための補足画像属性を識別することを含むことができる。さらに、方法は、第２の解像度で第２の走査を実行することと、第２の解像度で視野内の１つ以上の散乱体の画像を提供することと、を含むことができる。

【0285】

ステートメント１０９．１つ以上の関心領域の表現内に表される偏光特性を識別することと、偏光特性を使用して、１つ以上の関心領域内の１つ以上の物体の材料特性を判定することと、をさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0286】

ステートメント１１０．第２の複数の受信器アンテナの数は、第１の複数の伝送器アンテナの数の２倍または３倍である、ステートメント５８に記載の方法。

【0287】

ステートメント１１１．第２の複数の受信器アンテナの第１のグループは、第１の偏光で構成されており、第２の複数の受信器アンテナの第２のグループは、第２の偏光で構成されており、第２の偏光は、第１の偏光に垂直に配向されている、ステートメント５８に記載の方法。

【0288】

ステートメント１１２．１つ以上の関心領域の表現に基づいて、車両を管理するための命令を提供することをさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0289】

ステートメント１１３．１つ以上の関心領域の表現に基づいて、１つ以上の関心領域が１つ以上の物体を含むかどうかを判定することと、をさらに含む、ステートメント５８に記載の方法。

【0290】

ステートメント１１４．受信器アレイの１つ以上の受信器は、モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）に組み込まれている、ステートメント５８に記載の方法。

【0291】

ステートメント１１５．第２の複数の受信レーダ信号をサンプリングすることと、視野のための組み合わされた受信レーダ信号をバッファリングすることと、をさらに含む、ステートメント１１４に記載の方法。

【0292】

ステートメント１１６．バッファリングされた組み合わされた受信レーダ信号の一部分を提供することをさらに含む、ステートメント１１４に記載の方法。

【0293】

ステートメント１１７．第２の複数の受信レーダ信号を受信するように構成された第２の複数の受信器アンテナを含む受信器アレイを含む受信器システムであって、第２の複数の受信レーダ信号は、視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表す、受信器システム。受信システムはまた、第２の複数の受信レーダ信号を処理して、第２の複数の受信レーダ信号から第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号の１つ以上の信号属性を回復するように構成された仮想アンテナ形成モジュールを含むことができ、１つ以上の信号属性は、視野の少なくとも一部分に対する応答に対応する。さらに、受信システムは、第２の複数の受信レーダ信号から回復された、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号の１つ以上の信号属性を使用して、視野内の１つ以上の関心領域の表現を提供するように、かつ１つ以上の関心領域の表現を使用して、１つ以上の関心領域の１つ以上の属性をレンダリングするように構成された撮像モジュールを含むことができ、１つ以上の画像属性は、視野に対する動きに少なくとも部分的に基づいている。

【0294】

ステートメント１１８．伝送器システムをさらに含む、ステートメント１１７に記載の受信器システム。伝送システムは、第１の複数の独立した波形を生成するように構成された信号生成器を含むことができる。伝送システムはまた、第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換するように構成された信号変換モジュールを含むこともできる。さらに、伝送器システムは、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号を視野に向かって伝送するように構成された第１の複数の伝送器アンテナを含む伝送器アレイを含むことができる。

【0295】

ステートメント１１９．第２の複数の受信器アンテナを含む受信器アレイを使用して、第２の複数の受信レーダ信号を受信することを含む方法であって、第２の複数の受信レーダ信号は、視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表す、方法。方法はまた、第２の複数の受信レーダ信号を組み合わせて、視野のための組み合わされた受信レーダ信号を形成することも含むことができる。さらに、方法は、組み合わされた受信レーダ信号を使用して視野内の１つ以上の関心領域の表現を提供することと、１つ以上の関心領域の表現を使用して、１つ以上の関心領域の１つ以上の画像属性をレンダリングすることと、を含むことができ、１つ以上の画像属性は、視野に対する動きに少なくとも部分的に基づいている。

【0296】

ステートメント１２０．第１の複数の独立した波形を生成することと、第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換することと、第１の複数の伝送器アンテナを含む伝送器アレイを使用して、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号を、視野に向かって伝送することと、をさらに含む、ステートメント１１９に記載の方法。

【0297】

ステートメント１２１．第１の複数の独立した波形を生成するように構成された信号生成器を含むレーダ撮像システム。レーダ撮像システムは、第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換するように構成された信号変換モジュールを含むことができる。さらに、レーダ撮像システムは、伝送器アレイを含む１つ以上の第１のモノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）を含むことができる。伝送器アレイは、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号を視野に向かって伝送するように構成された第１の複数の伝送器アンテナを含むことができる。加えて、レーダ撮像システムは、第２の複数の受信器アンテナを含む受信器アレイを含む１つ以上の第２のＭＭＩＣを含むことができる。第２の複数の受信器アンテナは、第２の複数の受信レーダ信号を受信するように構成することができ、第２の複数の受信レーダ信号は、視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表す。１つ以上の第２のＭＭＩＣは、受信器アレイに結合されたサンプリングモジュールを含むことができる。サンプリングモジュールは、第２の複数の受信レーダ信号をサンプリングするように構成することができる。レーダ撮像システムはまた、サンプリングモジュールに結合された処理モジュールを含むことができ、処理モジュールは、第２の複数の受信レーダ信号を処理して、第２の複数の受信信号から複数の独立した波形の１つ以上の信号属性を回復するように構成された仮想アンテナ形成モジュールを実装するように構成されており、１つ以上の信号属性は、視野の少なくとも一部分に対する応答に対応する。処理モジュールはまた、第２の複数の受信レーダ信号から回復された、第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性を使用して、視野内の１つ以上の関心領域の表現を提供するように、かつ１つ以上の関心領域の表現を使用して、１つ以上の関心領域の画像属性をレンダリングするように構成された撮像モジュールを含むことができ、１つ以上の画像属性は、視野に対する動きに少なくとも部分的に基づいている。

【0298】

ステートメント１２２．１つ以上の第１のＭＭＩＣおよび１つ以上の第２のＭＭＩＣは、プリント回路線、平面伝送線路、マイクロストリップライン、またはこれらのいくつかの組み合わせを介して互いに結合されている、請求項１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0299】

ステートメント１２３．信号生成器は、１つ以上のマスター信号に対して時間シフトを実行して、第１の複数の独立した波形を生成するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0300】

ステートメント１２４．信号生成器は、１つ以上のマスター信号に対して位相シフトを実行して、第１の複数の独立した波形を生成するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0301】

ステートメント１２５．信号生成器は、１つ以上のマスター信号に対して符号分割を実行して、第１の複数の独立した波形を生成するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0302】

ステートメント１２６．信号生成器は、１つ以上のマスター信号に対して周波数シフトを実行して、第１の複数の独立した波形を生成するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0303】

ステートメント１２７．信号生成器は、鋸歯波形、三角形波形、および段階波形のうちの１つ以上を生成するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0304】

ステートメント１２８．信号変換モジュールは、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）変調スキームを使用して、第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0305】

ステートメント１２９．信号変換モジュールは、デジタル変調、位相シフトキー（ＰＳＫ）変調、または直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調スキームを使用して、第１の複数の独立した波形を、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に変換するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0306】

ステートメント１３０．信号変換モジュールは、第１の複数の独立した波形を混合して、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号を生成するように構成されたミキサーを含む、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0307】

ステートメント１３１．仮想アンテナ形成モジュールは、組み合わされた受信レーダ信号と共に仮想アレイ開口部を形成するように構成されており、仮想アレイ開口部は、第１の複数の独立した伝送器信号および第２の複数の受信器信号のコンボリューションに対応するアンテナ素子の仮想フィールドを含む、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0308】

ステートメント１３２．仮想アンテナ形成モジュールは、加算、線形演算、数学的積分、および第２の複数の受信レーダ信号上のスカラーに対するスカラー乗法のうちの１つ以上を実行して、組み合わされた受信レーダ信号を形成するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0309】

ステートメント１３３．第２の複数の受信レーダ信号から回復された、第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性は、第２の複数の受信レーダ信号の組み合わせを表す組み合わされた受信レーダ信号の位相差に対応する、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0310】

ステートメント１３４．第２の複数の受信レーダ信号から回復された、第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性は、第１の複数の独立した波形の時間差に対応する、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0311】

ステートメント１３５．第２の複数の受信レーダ信号から回復された、第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性は、第１の複数の独立した波形の変調特性に対応する、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0312】

ステートメント１３６．第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答は、視野からの１つ以上の拡散反射を含む、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0313】

ステートメント１３７．第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答は、視野内の１つ以上の散乱体に対する応答を含む、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0314】

ステートメント１３８．撮像モジュールは、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を使用して、視野の１つ以上の散乱特性を推定し、１つ以上の関心領域の表現を提供するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0315】

ステートメント１３９．１つ以上の関心領域の表現は、視野内の１つ以上の散乱体に対する応答の合計を含む、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0316】

ステートメント１４０．１つ以上の関心領域の表現は、視野内の１つ以上の散漫散乱に対する反応の合計を含む、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0317】

ステートメント１４１．１つ以上の関心領域の表現は、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答の合計の第１の数のサンプルを含む、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0318】

ステートメント１４２．表現は、関心領域の１つ以上の画像フレームを含み、撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現をサンプリングすることと、サンプルを使用して１つ以上の関心領域のバッファリングされた表現を作成することと、バッファリングされた表現を使用して関心領域の１つ以上の画像フレームを生成することと、を行うように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0319】

ステートメント１４３．組み合わされた受信レーダ信号は、視野の複数の視点を含み、複数の視点の各々は、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答のうちの１つからの特定の視点に対応し、１つ以上の関心領域の表現は、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答における１つ以上の位相シフトに適応することを含む、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0320】

ステートメント１４４．１つ以上の画像属性は、１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルを含む、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0321】

ステートメント１４５．１つ以上の画像属性は、１つ以上の関心領域の１つ以上の３次元（３Ｄ）画像フレームを含む、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0322】

ステートメント１４６．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルの物理的特性を識別するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0323】

ステートメント１４７．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域内の１つ以上のボクセルの反射性を識別するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0324】

ステートメント１４８．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現の数学的反転を実行するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0325】

ステートメント１４９．１つ以上の関心領域の表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、撮像モジュールは、散乱積分の数学的反転を実行するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0326】

ステートメント１５０．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現のデコンボリューションを実行するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0327】

ステートメント１５１．１つ以上の関心領域の表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、撮像モジュールは、散乱積分のデコンボリューションを実行するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0328】

ステートメント１５２．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現の整合フィルタリングを実行するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0329】

ステートメント１５３．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現の時間ドメインまたは周波数ドメイン整合フィルタリングを実行するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0330】

ステートメント１５４．１つ以上の関心領域の表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、撮像モジュールは、散乱積分の整合フィルタリングを実行するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0331】

ステートメント１５５．１つ以上の関心領域の表現は、第２の複数の受信レーダ信号の散乱積分を含み、撮像モジュールは、散乱積分の時間ドメインまたは周波数ドメイン整合フィルタリングを実行するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0332】

ステートメント１５６．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うことと、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うことと、第１の判定および第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、視野内の物体の１つ以上の特性を判定することと、を行うように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0333】

ステートメント１５７．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うことと、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うことと、第１の判定および第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、視野内の物体の存在を判定することと、を行うように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0334】

ステートメント１５８．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の建設的寄与を表すかどうかの第１の判定を行うことと、１つ以上の関心領域の表現が、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号のうちの１つ以上の１つ以上の破壊的寄与を表すかどうかの第２の判定を行うことと、第１の判定および第２の判定のうちの１つ以上に基づいて、視野内の物体の撮像強度を判定することと、を行うように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0335】

ステートメント１５９．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域に近接する視野内の領域からの、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する１つ以上の他の応答を連続してキャンセルすることによって、１つ以上の関心領域の付近の解像度を向上させるように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0336】

ステートメント１６０．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の近くに解像度を集中させるように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0337】

ステートメント１６１．撮像モジュールは、１つ以上の関心領域の付近の解像度のパラメータ化された焦点を提供するように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0338】

ステートメント１６２．１つ以上の関心領域は、視野内の複数の関心領域を含み、撮像モジュールは、第１の解像度で複数の関心領域の第１の走査を実行することと、第１の走査に基づいて、第２の解像度よりも高い第２の解像度で撮像するための補足画像属性を識別することと、第２の解像度で第２の走査を実行することと、第２の解像度で視野内の１つ以上の散乱体の画像を提供することと、を行うように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0339】

ステートメント１６３．画像モジュールは、１つ以上の関心領域の表現内に表される偏光特性を識別することと、偏光特性を使用して、１つ以上の関心領域内の１つ以上の物体の材料特性を判定することと、を行うように構成されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0340】

ステートメント１６４．第２の複数の受信器アンテナの数は、第１の複数の伝送器アンテナの数の２倍または３倍である、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0341】

ステートメント１６５．第２の複数の受信器アンテナの第１のグループは、第１の偏光で構成されており、第２の複数の受信器アンテナの第２のグループは、第２の偏光で構成されており、第２の偏光は、第１の偏光に垂直に配向されている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0342】

ステートメント１６６．１つ以上の関心領域の表現に基づいて、車両を管理するための命令を提供するように構成された車両管理モジュールをさらに含む、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0343】

ステートメント１６７．１つ以上の関心領域の表現に基づいて、１つ以上の関心領域が１つ以上の物体を含むかどうかを判定するように構成された物体検出モジュールをさらに含む、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0344】

ステートメント１６８．受信器アレイの１つ以上の受信器は、モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）に組み込まれている、ステートメント１２１に記載のレーダ撮像システム。

【0345】

ステートメント１６９．仮想アンテナ形成モジュールは、第２の複数の受信レーダ信号をサンプリングするように、かつ視野のための組み合わされた受信レーダ信号をバッファリングするように構成されている、ステートメント１６８に記載のレーダ撮像システム。

【0346】

ステートメント１７０．仮想アンテナ形成モジュールに結合された１つ以上のマルチプレクサをさらに含み、１つ以上のマルチプレクサは、バッファリングされた組み合わされた受信レーダ信号の一部分を、撮像モジュールに提供するように構成されている、ステートメント１６８に記載のレーダ撮像システム。

【0347】

ステートメント１７１．受信器アレイを含む集積回路を含むレーダ撮像システム。受信器アレイは、第２の複数の受信器アンテナを含むことができ、第２の複数の受信器アンテナは、第２の複数の受信レーダ信号を受信するように構成されており、第２の複数の受信レーダ信号は、視野からの第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号に対する応答を表す。集積回路はまた、受信器アレイに結合されたサンプリングモジュールを含むこともできる。サンプリングモジュールは、第２の複数の受信レーダ信号をサンプリングするように構成することができる。レーダ撮像システムはまた、サンプリングモジュールに結合された処理モジュールを含むこともできる。処理モジュールは、第２の複数の受信レーダ信号を処理して、第１の複数の独立して伝送されたレーダ信号の１つ以上の信号属性を回復するように構成された仮想アンテナ形成モジュールを実装するように構成することができ、１つ以上の信号属性は、視野の少なくとも一部分に対する応答に対応する。処理モジュールはまた、第２の複数の受信レーダ信号から回復された、第１の複数の独立した波形の１つ以上の信号属性を使用して、視野内の１つ以上の関心領域の表現を提供するように、かつ１つ以上の関心領域の表現を使用して、１つ以上の関心領域の画像属性をレンダリングするように構成された撮像モジュールを含むことができ、１つ以上の画像属性は、視野に対する動きに少なくとも部分的に基づいている。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【国際調査報告】