特表 2023-542520 地上探知レーダシステムおよびブロードキャスト伝送を使用した車両場所の監視

(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】2023-10-10

(54)【発明の名称】地上探知レーダシステムおよびブロードキャスト伝送を使用した車両場所の監視

(51)【国際特許分類】

   G01C 21/04 20060101AFI20231002BHJP

   G08G 1/0968 20060101ALI20231002BHJP

   G01S 13/88 20060101ALI20231002BHJP

   G01S 13/89 20060101ALI20231002BHJP

【ＦＩ】

G01C21/04

G08G1/0968 A

G01S13/88 200

G01S13/89

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023518163

(86)(22)【出願日】2021-09-13

(85)【翻訳文提出日】2023-05-09

(86)【国際出願番号】 US2021050019

(87)【国際公開番号】W WO2022060659

(87)【国際公開日】2022-03-24

(31)【優先権主張番号】63/080,927

(32)【優先日】2020-09-21

(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】522019904

【氏名又は名称】ジーピーアール， インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】クラーク， ジョン

(72)【発明者】

【氏名】クイン， コナー

(72)【発明者】

【氏名】フリードマン， サンフォード

(72)【発明者】

【氏名】スタンリー， バイロン

【テーマコード（参考）】

2F129

5H181

5J070

【Ｆターム（参考）】

2F129AA03

2F129BB03

2F129BB12

2F129BB14

2F129BB22

2F129EE52

2F129EE78

2F129EE81

2F129FF02

2F129FF15

2F129FF62

2F129FF65

2F129GG18

2F129HH18

2F129HH20

2F129HH33

5H181AA01

5H181BB04

5H181BB13

5H181CC03

5H181CC04

5H181CC12

5H181CC14

5H181FF04

5H181FF17

5H181FF27

5H181LL09

5J070AD08

5J070AE11

5J070AF03

5J070AH04

5J070BE03

(57)【要約】

位置特定システムは、地上および地下道路の特徴ならびにブロードキャスト伝送の両方を検出するために地中探知レーダ（ＧＰＲ）アンテナアレイを利用し、これは、位置特定を改良するために使用される。例えば、ＧＰＲアンテナは、ＡＭまたはＦＭラジオ伝送またはＷｉ－Ｆｉ信号を傍受し得、車両の推定される位置を計算または精緻化するために、これらを使用し得る。ナビゲーションシステムは、ＳＰＲ信号および無線周波数（ＲＦ）信号を受信するように構成される、ＧＰＲアンテナアレイを備えるＳＰＲシステムと、ＳＰＲシステムからの信号を、地下の特徴を含む画像に処理するための画像生成モジュールと、ＳＰＲシステムからＲＦ信号を抽出するためのＲＦ受信モジュールと、少なくとも部分的に、ＲＦ信号、画像生成モジュールによって生成された画像、および少なくとも１つの参照ＳＰＲ画像に基づいて、場所を判定するためのナビゲーションシステムとを備える。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ナビゲーションシステムであって、
地中探知レーダ（ＧＰＲ）アンテナアレイを備える地上探知レーダ（ＳＰＲ）システムであって、前記ＧＰＲアンテナアレイは、ＳＰＲ信号および無線周波数（ＲＦ）信号を受信するように構成される、ＳＰＲシステムと、
前記ＳＰＲシステムからの信号を、地下の特徴を含む画像に処理するための画像生成モジュールと、
前記ＳＰＲシステムからＲＦ信号を抽出するためのＲＦ受信モジュールと、
少なくとも部分的に、前記ＲＦ信号、前記画像生成モジュールによって生成された前記画像、および少なくとも１つの参照ＳＰＲ画像に基づいて、場所を判定するためのナビゲーションシステムと
を備える、システム。

【請求項2】

前記ＳＰＲシステムは、ＲＦ伝送機の場所が、把握されている場合、
前記ＲＦ伝送機からの距離を推定するために、前記抽出されたＲＦ信号の感知された電力レベルを使用することと、
ＧＰＲマップに基づいて推定される場所を検証または補正することと
を行うように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記ＧＰＲセンサアレイは、複数のアンテナを備える水平ＧＰＲセンサアレイを備え、
前記ＳＰＲシステムは、ＲＦ伝送機の場所が、把握されていない場合、
車両の場所を推定するために、マップの一部として、経時的に、前記受信されたＲＦ信号の電力レベルの変化を監視することと、
前記複数のアンテナのうちの少なくともいくつかを横断した到着時間の差に基づいて、前記ＲＦ信号の方向的出所を推定することと
を行うように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記ＧＰＲアンテナアレイから垂直に変位される無線アンテナをさらに備え、
前記ＧＰＲアンテナアレイを横断した到着時間の差は、ＲＦ伝送機の場所に対する水平方向を推定するために使用され、
前記ＧＰＲアンテナアレイと前記無線アンテナとの間の到着時間の差は、前記ＲＦ伝送機の前記場所に対する垂直方向を推定するために使用される、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記ＳＰＲシステムは、ＧＰＲシステムを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

ナビゲーション方法であって、
ＳＰＲ信号および無線周波数（ＲＦ）信号を受信することと、
前記ＳＰＲ信号を、地下の特徴を含む画像に処理することと、
少なくとも部分的に、前記受信されたＲＦ信号、前記画像、および参照ＳＰＲ画像のライブラリに基づいて、場所を判定することと
を含む、方法。

【請求項7】

ＲＦ伝送機の場所が、把握されている場合、
前記ＲＦ伝送機からの距離を推定するために、前記受信されたＲＦ信号の感知された電力レベルを使用することと、
ＧＰＲマップに基づいて推定される場所を検証または補正することと
をさらに含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

ＲＦ伝送機の場所が、把握されていない場合、
車両の場所を推定するために、マップの一部として、経時的に、前記受信されたＲＦ信号の電力レベルの変化を監視することと、
到着時間の差に基づいて、前記ＲＦ信号の方向的出所を推定することと
をさらに含む、請求項６に記載のシステム。

【請求項9】

ＧＰＲアンテナアレイを横断したＲＦ信号の到着時間の差に基づいて、ＲＦ伝送機の場所に対する水平方向を推定することと、
前記ＧＰＲアンテナアレイと無線アンテナとの間の到着時間の差に基づいて、前記ＲＦ伝送機の前記場所に対する垂直方向を推定することと
をさらに含む、請求項６に記載の方法。

【請求項10】

前記受信されたＲＦ信号は、大まかな場所推定を提供するために使用され、前記ＳＰＲ信号は、前記大まかな推定を精緻化するために使用される、請求項６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本願は、２０２０年９月２１日に出願された、米国仮特許出願第６３／０８０，９２７号の優先権および利益を主張し、それを参照することによってその全体として本明細書に組み込む。

【0002】

（発明の分野）
本発明は、概して、車両ルート計画に関し、より具体的には、地上探知レーダ（ＳＰＲ）システムを使用した車両ルート計画に関する。

【背景技術】

【0003】

（背景）
種々のナビゲーションシステムが、規定された出発場所と目的地の場所との間のルート計画を車両の運転者に提供するために、開発されてきた。一般的には、１つ以上のルートは、道路に関する大規模なデータベースから選択される。ナビゲーションシステムは、典型的には、データベース内の道路に対して相対的な車両の現在の位置を示すために、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機等の１つ以上の位置判定デバイスを含む。従来の方法では、ルート計画は、最短距離または最速走行時間等のあるユーザ規定基準に基づいて実施される。車両が、砂、砂利、泥、雪、岩、および他の自然地形を特徴とし得る、未舗装の道路または軌道上で運転される、オフロード条件では、従来の技法を利用するルート計画は、困難なままである。例えば、オフロード走行では、条件および地形に応じて、特別に装備された車両を要求し得る。しかしながら、そのような考慮事項は、従来のナビゲーション技法によって考慮されていない。

【0004】

米国特許第８，９４９，０２４号（その開示全体が、参照することによって本明細書によって組み込まれる）に説明されるように、車両の経路に沿って、地上および地下の特徴のＳＰＲ画像が、取得され、車両を位置特定するために分析され得る。特に、場所は、以前に入手されたＳＰＲ画像に関連付けられる場所に基づいて、確かめられ得る。例えば、新たなＳＰＲ画像は、画像相関または他の好適な技法によって、以前に入手されたＳＰＲ画像と比較されてもよい。

【0005】

本アプローチは、正確な場所情報を提供し得、速度情報を導出することができる。一方、ＧＰＳシステムは、２つのＧＰＳ点（場所）およびＧＰＳ受信機クロック（これは、非常に正確であり、ＧＰＳ人工衛星に搭載される、原子時計と定期的に同期している）を使用して、速さを報告することができる。故に、ＳＰＲシステムによって生成される、場所情報の正確度を改良することを対象とする、技法に対する必要性が存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】米国特許第８，９４９，０２４号公報

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

（要約）
本発明の実施形態は、ブロードキャスト伝送を検出するために、地中探知レーダ（ＧＰＲ）アンテナアレイを有する、ＳＰＲシステムを利用し、位置特定を改良するためにこれらを使用する。例えば、ＧＰＲアンテナは、ＡＭまたはＦＭラジオ伝送またはＷｉ－Ｆｉ信号を傍受し得、車両の位置を計算するために、これらを使用し得る。

【0008】

故に、第１の側面において、本発明は、種々の実施形態では、ＳＰＲ信号および無線周波数（ＲＦ）信号を受信するように構成される、ＧＰＲアンテナアレイを備える、ＳＰＲシステムと、ＳＰＲシステムからの信号を、地下の特徴を含む画像に処理するための画像生成モジュールと、ＳＰＲシステムからＲＦ信号を抽出するためのＲＦ受信モジュールと、少なくとも部分的に、ＲＦ信号、画像生成モジュールによって生成された画像、および少なくとも１つの参照ＳＰＲ画像に基づいて、場所を判定するためのナビゲーションシステムとを備える、ナビゲーションシステムに関する。

【0009】

ＳＰＲシステムは、ＲＦ伝送機の場所が、把握されている場合、ＲＦ伝送機からの距離を推定するために、抽出されたＲＦ信号の感知された電力レベルを使用し、ＧＰＲマップに基づいて推定される場所を検証または補正するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、ＧＰＲセンサアレイは、複数のアンテナを備える水平ＧＰＲセンサアレイを備え、ＳＰＲシステムは、ＲＦ伝送機の場所が、把握されていない場合、車両の場所を推定するために、マップの一部として、経時的に、受信されたＲＦ信号の電力レベルの変化を監視し、複数のアンテナのうちの少なくともいくつかを横断した到着時間の差に基づいて、ＲＦ信号の方向的出所を推定するように構成されてもよい。

【0010】

いくつかの実施形態では、本システムはさらに、ＧＰＲアンテナアレイから垂直に変位される、無線アンテナをさらに備え、ＧＰＲアンテナアレイを横断した到着時間の差は、ＲＦ伝送機の場所に対する水平方向を推定するために使用され、ＧＰＲアンテナアレイと無線アンテナとの間の到着時間の差は、ＲＦ伝送機の場所に対する垂直方向を推定するために使用される。

【0011】

第２の側面では、本発明は、種々の実施形態では、ＳＰＲ信号および無線周波数（ＲＦ）信号を受信することと、ＳＰＲ信号を、地下の特徴を含む画像に処理することと、少なくとも部分的に、受信されたＲＦ信号、画像、および参照ＳＰＲ画像のライブラリに基づいて、場所を判定することとを含む、ナビゲーション方法に関連する。

【0012】

本方法はさらに、ＲＦ伝送機の場所が、把握されている場合、ＲＦ伝送機からの距離を推定するために、受信されたＲＦ信号の感知された電力レベルを使用することと、ＧＰＲマップに基づいて推定される場所を検証または補正することとを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、ＲＦ伝送機の場所が、把握されていない場合、車両の場所を推定するために、マップの一部として、経時的に、受信されたＲＦ信号の電力レベルの変化を監視することと、到着時間の差に基づいて、ＲＦ信号の方向的出所を推定することとを含む。

【0013】

本方法は、種々の実施形態では、ＧＰＲアンテナアレイを横断したＲＦ信号の到着時間の差に基づいて、ＲＦ伝送機の場所に対する水平方向を推定することと、ＧＰＲアンテナアレイと無線アンテナとの間の到着時間の差に基づいて、ＲＦ伝送機の場所に対する垂直方向を推定することとを含んでもよい。受信されたＲＦ信号は、例えば、大まかな場所推定を提供するために使用され、ＳＰＲ信号は、大まかな推定を精緻化するために使用されてもよい。

【0014】

本明細書で使用されるように、用語「略」は、±１０％、いくつかの実施形態では、±５％を意味する。本明細書全体を通した「一実施例」、「ある実施例」、「一実施形態」、または「ある実施形態」の言及は、実施例に関連して説明される、特定の特徴、構造、または特性が、本技術の少なくとも１つの実施例内に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して種々の箇所における「一実施例では」、「ある実施例では」、「一実施形態では」、および「ある実施形態では」という語句の出現は、必ずしも全てが、同一の実施例を指すとは限らない。さらに、特定の特徴、構造、ルーチン、ステップ、または特性は、本技術の１つ以上の実施例内で、任意の好適な様式で組み合わせられ得る。本明細書で提供される見出しは、便宜上のためだけのものであり、主張される技術の範囲または意味を限定または解釈することを意図しない。

【図面の簡単な説明】

【0015】

前述および以下の詳細な説明は、図面と併せて解釈されるとき、より容易に理解されるであろう。

【0016】

【図1A】図１Ａは、本発明の実施形態による、場所監視システムを含む、例示的走行車両を概略的に図示する。

【0017】

【図1B】図１Ｂは、場所監視システムのアンテナが、道路の表面により近接している、またはそれと接触している、代替構成を概略的に図示する。

【0018】

【図2】図２は、本発明の実施形態による、例示的場所監視システムを概略的に描写する。

【0019】

【図3A】図３Ａ－３Ｄは、本発明の実施形態による、例示的場所監視システムのコントローラおよびＲＦ受信機モジュールのための代替アーキテクチャを概略的に描写する。

【図3B】図３Ａ－３Ｄは、本発明の実施形態による、例示的場所監視システムのコントローラおよびＲＦ受信機モジュールのための代替アーキテクチャを概略的に描写する。

【図3C】図３Ａ－３Ｄは、本発明の実施形態による、例示的場所監視システムのコントローラおよびＲＦ受信機モジュールのための代替アーキテクチャを概略的に描写する。

【図3D】図３Ａ－３Ｄは、本発明の実施形態による、例示的場所監視システムのコントローラおよびＲＦ受信機モジュールのための代替アーキテクチャを概略的に描写する。

【0020】

【図4】図４は、ブロードキャスト信号伝送処理を使用する、場所監視システムのコントローラの動作を概略的に図示する。

【発明を実施するための形態】

【0021】

詳細な説明
最初に、所定のルート１０４上を走行する、例示的車両１０２を描写する、図１Ａを参照すると、車両１０２は、本明細書による車両ナビゲーションのための地形監視システム１０６を具備する。種々の実施形態では、地形監視システム１０６は、車両１０２の前面（または任意の好適な部分）に固定される、地中探知レーダ（ＧＰＲ）アンテナアレイ１１０を有する、ＳＰＲシステム１０８を含む。ＧＰＲアンテナアレイ１１０は、概して、地面に対して平行に配向され、走行方向に対して垂直に延在する。代替構成では、ＧＰＲアンテナアレイ１１０は、道路の表面に近接している、またはそれと接触している（図１Ｂ）。一実施形態では、ＧＰＲアンテナアレイ１１０は、ＧＰＲ信号を道路に伝送するための空間的に不変なアンテナ要素の線形構成を含み、ＧＰＲ信号は、道路表面を通して地下領域に伝搬し、上向きの方向に反射されてもよい。反射されたＧＰＲ信号は、ＧＰＲアンテナアレイ１１０内の受信アンテナ要素によって検出されることができる。種々の実施形態では、検出されたＧＰＲ信号は、次いで、車両１０２の軌道に沿った地下領域の１つ以上のＳＰＲ画像（例えば、ＧＰＲ画像）を生産するために、処理および分析される。ＧＰＲアンテナアレイ１１０が、表面に接触していない場合、受信される最強帰還信号は、道路表面によって引き起こされる反射であり得る。したがって、ＳＰＲ画像は、表面データ、すなわち、空気または局所的環境を含む、地下領域の界面を表すデータを含んでもよい。

【0022】

位置特定のために、ＳＰＲ画像は、画定されたルートに対して地下領域と少なくとも部分的に重複する、地下領域に対して、（例えば、ライブラリとして）以前に入手および記憶された、ＳＰＲ参照画像と比較されてもよい。画像比較は、例えば、相関に基づいた位置合わせプロセスであってもよい。例えば、上記で記述される第‘０２４号特許および米国特許第８，７８６，４８５号（その開示全体が参照することによって本明細書に組み込まれる）を参照されたい。車両１０２の場所は、次いで、比較に基づいて判定されることができる。ナビゲーションは、場所を確認するために、参照画像のサブセットを検索することを要求し、本サブセットのサイズを縮小することは、効率を改良する。本明細書に提供されるような場所情報に関する独立型ソースは、本サブセットを低減させ、効率を改良し、誤一致の可能性を低減させる。画像ルックアップの頻度を低減させるために、車両１０２は、前輪の配向を持続的に記録する、センサを装備してもよく、走行距離計データと組み合わせて、これは、前の既知場所に基づいて、現在の位置の「自律航法」推定を実装するために、コントローラ１１２によって使用されてもよい。自律航法の推定はさらに、第‘０２４号特許に説明されるように、現在のＳＰＲ画像を、１つ以上の以前に取得されたＳＰＲ画像と比較することによって改良され得る。

【0023】

加えて、入手されたＳＰＲ画像とＳＰＲ参照画像との比較に基づいて判定される場所データは、車両１０２が走行したルートを含む、場所マップを作成するために使用され得る。加えて、または代替として、車両１０２に対する場所データは、車両１０２を誘導するために、既存のマップ（例えば、ＧＯＯＧＬＥマップ）、および／または慣性航法システム（ＩＮＳ）、ＧＰＳ、水中音波探知装置（ＳＯＮＡＲ）システム、ＬＩＤＡＲシステム、カメラ、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、および補助レーダシステム等の１つ以上の他のセンサまたはナビゲーションシステムによって提供される、データと組み合わせて使用されてもよい。例えば、コントローラ１１２は、取得されたＳＰＲ情報を、ＧＰＳによって生成される既存のマップに対して位置特定し得る。車両ナビゲーションおよび位置特定のためにＳＰＲシステムを利用するためのアプローチは、例えば、第‘０２４号特許に説明されている。

【0024】

図２は、本明細書による、最適なルートを判定するために車両内に実装される、例示的場所監視システム２００を描写する。ナビゲーションを促進するために、ＳＰＲシステム２００は、それを通してユーザが、ルートを画定する、または所定のルートを選択するためにデータを打ち込むことができる、ユーザインターフェース２０２を含んでもよい。ＳＰＲ画像は、ルートに従って、ＳＰＲ基準画像ソース２０４から読み出される。ＳＰＲシステム２００はまた、ＧＰＲアンテナアレイ１１０（図１参照）を有する、モバイルＳＰＲシステム２０６も含む。モバイルＳＰＲシステム２０６の伝送動作は、ＧＰＲアンテナアレイ１１０によって検出される帰還ＳＰＲ信号も受信する、コントローラ（例えば、プロセッサ）２０８によって制御される。モバイルＳＰＲシステム２０６は、道路表面の下方の地下領域、および／または、例えば、上記で記述される第‘０２４号および第‘４８５号特許による、ＧＰＲアンテナアレイ１１０の真下の道路表面のＳＰＲ画像を生成する。ＳＰＲ画像は、岩、根、巨礫、パイプ、割れ目、土壌層、および地下／地上領域内の土壌または材料性質における変動を示す他の特徴等、地下領域内および／または道路表面上の構造および物体を表す特徴を含む。コントローラ２０８はまた、無線周波数（ＲＦ）受信機モジュール２１２を含む、またはそれと通信する。

【0025】

種々の実施形態では、位置合わせモジュール２１５は、車両の場所（例えば、ルート上の最近傍点に対する車両のオフセット）を判定するために、モジュール２１０によって提供されるＳＰＲ画像を、ＳＰＲ参照画像ソース２０４から読み出されるＳＰＲ画像と比較する。位置合わせプロセスにおいて判定される、場所的情報（例えば、オフセットデータ、または位置的誤差データ）は、車両をナビゲートするための場所マップを作成する、変換モジュール２１８に提供され得る。例えば、変換モジュール２１８は、ルートからの車両の位置的逸脱に対して補正される、ＧＰＳデータを生成し得る。代替として、変換モジュール２１８は、マップソース２２０（例えば、ＧＰＳ等の他のナビゲーションシステム、またはマッピングサービス）から既存のマップを読み出し、次いで、取得された場所的情報を既存のマップに位置特定し得る。一実施形態では、所定のルートの場所マップは、システムメモリ、および／またはコントローラ２０８にアクセス可能な記憶デバイス内のデータベース２２２に記憶される。

【0026】

いくつかの実施形態では、ＲＦ受信機モジュール２１２によって受信される信号の場所は、信号周波数または成分から導出されてもよく、これは、車両の位置特定を支援し得る。例えば、ＲＦ信号の周波数が、把握されている場合、変換モジュール２１８は、エリア内のＦＣＣ認証伝送機の単純なルックアップを（ローカルで、またはインターネットを介して無線で）実行し得る。例えば、車両が、ボストン内で走行していることが（例えば、ＧＰＲマップに基づいて、モジュール２１５、２１８を介して）把握されており、強い信号が、９８．５ＭＨｚにおいて検出される場合、ＷＢＺ伝送機の場所が、ルックアップされ、信号強度が、そこからの距離を推定するために使用されることができる。現代の伝送機（デジタルＴＶ、携帯電話等）は、データおよび電気通信成分に加えて、識別情報を含む、デジタルビットストリームを含有する、信号をブロードキャストする。本情報は、具体的塔をその地理的な場所に結び付けることができる。変換モジュール２１８は、本ビットストリームをデコードし、場所をルックアップするように構成されてもよい。伝送機ルックアップはまた、そのような情報の公的に利用可能なソース、または本明細書に説明されるように装備される車両によって感知され、そこからアップロードされる、電力レベルに基づいて組み立てられるデータベースのいずれかから、伝送機の電力レベルを取得し得る。

【0027】

より一般的には、ＲＦ受信機モジュール２１２は、ＧＰＲアンテナアレイ１１０を使用して、ＲＦ伝送機、例えば、ブロードキャスト塔（例えば、携帯電話（４Ｇ／ＧＳＭ（登録商標）等）または固定もしくは既知の場所を伴うＷｉ－Ｆｉユニット）から、ＡＭまたはＦＭラジオ伝送またはＷｉ－Ｆｉ信号を受信し得る。ＲＦ伝送機の場所（ある場合では、その電力レベル）が、把握されている場合、ＳＰＲシステムは、ＲＦ伝送機からの距離を推定するために、感知された電力レベルを使用し、それによって、ＧＰＲマップに基づいて推定される場所を検証または補正することができる。

【0028】

ＲＦ伝送機の場所が、把握されていない場合でも、ＳＰＲシステムは、車両の場所をより良好に推定するために、おおよそのマップさえも併せて、経時的に（ある場合では、アレイ内のセンサを横断して）、受信された無線（または他の）信号の電力レベルの変化を、監視し得、信号の方向的出所は、水平ＧＰＲセンサアレイ内のアンテナを横断した到着時間の差に基づいて推定され得る。ＧＰＲアンテナアレイから垂直に変位され得る、自動車の従来の無線アンテナは、ＲＦ伝送機ソースの場所をさらに推定するために、採用されることができる。例えば、ＧＰＲアンテナアレイを横断した到着時間の差は、水平方向を推定するために使用され得、ＧＰＲアンテナアレイと車両の無線アンテナとの間の到着時間の差は、ＲＦ伝送機ソースに対する垂直方向を推定するために使用され得る。代替として、１つ以上の他のアンテナは、ＧＰＲアンテナアレイから垂直に変位され、車両の無線アンテナの代わりに、またはそれに加えて使用されることができる。

【0029】

図３Ａは、図２のコントローラ２０８およびＲＦ受信機モジュール２１２の実施例を示す。図３Ａでは、（図２の）コントローラ２０８は、ＧＰＲ回路網３０２と、プロセッサ３２２とを含む。（図１の）ＧＰＲアンテナアレイ１１０は、Ｔｘアンテナ３２４から発信される、反射されたＧＰＲ信号に加えて、受信（Ｒｘ）アンテナ３０４を介して、ブロードキャスト伝送信号、例えば、ＡＭラジオ、ＦＭラジオ、Ｗｉ－Ｆｉ、または別のＲＦ信号を受信する。未加工の信号は、最初に、スプリアス帯域外信号を除去することによって信号を条件付ける、第１のフィルタ３０６によって、次いで、低雑音増幅器３０８によって処理される。ＧＰＲ回路網３０２は、反射されたＧＰＲ信号を処理するために、低雑音増幅器３０８からの出力を受信する。ミキサ３１０もまた、低雑音増幅器３０８からの低雑音増幅信号を受信し、それをＲＦ同調可能発振器３１２からの信号と混合することによって、所望のブロードキャスト伝送信号を入手し、その出力を、スプリアス帯域外信号をさらに低減させる、第２フィルタ３１４に送信する。第２のフィルタ３１４は、増幅器３１６に出力し、これは、復調器３１８に出力する。増幅器３１６は、従来のものであり、動作周波数範囲の周囲において合理的な線形性を提供する、いかなる設計も、好適であり、例えば、これは、低雑音増幅器である必要はない。

【0030】

アナログ／デジタル変換器３２０は、復調器から、ならびにＧＰＲ回路網３０２から、出力を受信し、それぞれからのアナログ信号を、プロセッサ３２２によって使用されることになるデジタル信号に変換する。伝送（Ｔｘ）アンテナ３２４は、ＳＰＲ処理のためのＧＰＲ信号を送信するために、ＧＰＲ回路網によって使用される。Ｒｘアンテナ３０４もまた、ＳＰＲ処理のために反射されたＧＰＲ信号を受信するために、ＧＰＲ回路網３０２によって使用される。図３Ａのシステムは、例えば、汎用混合アナログ／デジタルＧＰＲを伴うスーパーヘテロダインアナログ信号ＲＦ受信機を使用し得る。

【0031】

図３Ｂは、図２のコントローラ２０８およびＲＦ受信機モジュール２１２の別の実施例を示す。図３Ｂでは、（図２の）コントローラ２０８は、ＧＰＲ回路網３０２と、ＧＰＲプロセッサ３３０とを含む。（図１の）ＧＰＲアンテナアレイ１１０は、Ｒｘアンテナ３０４を介して、ブロードキャスト伝送信号、例えば、ＡＭラジオ、ＦＭラジオ、Ｗｉ－Ｆｉ、または別のＲＦ信号を受信する。未加工の信号は、最初に、第１のフィルタ３０６によって、次いで、低雑音増幅器３０８によって処理される。ＧＰＲ回路網３０２は、低雑音増幅器３０８からの出力を受信する。第１のアナログ／デジタル変換器３２６もまた、低雑音増幅器３０８から低雑音増幅信号を受信し、アナログ信号をＲＦプロセッサ３２８によって使用されることになるデジタル信号に変換する。第２のアナログ／デジタル変換器３２０は、ＧＰＲ回路網３０２から出力を受信し、アナログ信号をＧＰＲプロセッサ３３０によって使用されることになるデジタル信号に変換する。Ｔｘアンテナ３２４は、ＳＰＲ処理のためのＧＰＲ信号を送信するために、ＧＰＲ回路網によって使用される。Ｒｘアンテナ３０４もまた、ＳＰＲ処理のための反射されたＧＰＲ信号を受信するために、ＧＰＲ回路網３０２によって使用される。図３Ｂのシステムは、例えば、混合アナログ／デジタルＧＰＲを伴うデジタルＲＦ受信機を使用し得る。

【0032】

図３Ｃは、図２のコントローラ２０８およびＲＦ受信機モジュール２１２の別の実施例を図示する。図３Ｃでは、（図２の）コントローラ２０８は、プロセッサ３２２を含む。（図１の）ＧＰＲアンテナアレイ１１０は、Ｒｘアンテナ３０４を介して、ブロードキャスト伝送信号、例えば、ＡＭラジオ、ＦＭラジオ、Ｗｉ－Ｆｉ、または別のＲＦ信号を受信する。未加工の信号は、最初に、フィルタ３０６によって、次いで、低雑音増幅器３０８によって処理される。アナログ／デジタル変換器３２０は、低雑音増幅器３０８から低雑音増幅信号を受信し、アナログ信号をプロセッサ３２２によって使用されることになるデジタル信号に変換する。プロセッサ３２２は、アナログ／デジタル変換器３３２に出力し、プロセッサ３２２からのデジタル信号を、増幅器３３４が、増幅された信号をＴｘアンテナ３２４に送信する前に増幅し得る、アナログ信号に変換する。Ｔｘアンテナ３２４は、ＳＰＲ処理のためのＧＰＲ信号を送信するために、ＧＰＲ回路網によって使用される。Ｒｘアンテナ３０４もまた、ＳＰＲ処理のための反射されたＧＰＲ信号を受信するために、ＧＰＲ回路網３０２によって使用される。図３Ａおよび３Ｂに示される実施形態に対して相対的に、図３Ｃのシステムは、ＧＰＲを伴うデジタルＲＦ受信機の簡略化された回路網を表す。

【0033】

図３Ｄは、図２のコントローラ２０８およびＲＦ受信機モジュール２１２のさらなる別の実施例を示す。図３Ｄでは、デジタルスーパーヘテロダインＲＦ受信機のための処理が、図示されている。アナログ／デジタル変換器のＲｘ入力３３６は、Ｒｘアンテナ３０４からアナログ入力を受信し、それをデジタル信号に変換する。ミキサ３１０は、アナログ／デジタル変換器のＲｘ入力３３６からデジタル信号を受信し、それをＲＦ同調可能発振器３１２からの信号と混合し、出力をフィルタ３１４に送信する。フィルタ３１４は、増幅器３１６に出力し、これは、復調器３１８に出力する。図３Ｄの復調器３１８の下流の処理は、図３Ａに示される、復調器３１８と同様であり得る。

【0034】

図４は、ブロードキャスト信号伝送処理を使用する、コントローラ２０８の動作の実施例を示す。図４では、ＲＦ信号入力４０２は、ＲＦプロセッサ、例えば、図３Ａおよび３Ｃのプロセッサ３２２、または図３ＢのＧＰＲプロセッサ３３０から処理された信号を受信する。目印抽出モジュール４０４は、ＲＦ信号入力４０２からのデータを使用し、ＲＦ信号のブロードキャスト場所の判定された位置の近傍で、目印（例えば、既知である、または以前に目録化された場所を伴う物理的構造物、すなわち、例えば、図１に示されるような消火栓１２５）を認識する。目印抽出モジュール４０４は、具体的なタイプの物理的構造物（言及されたような消火栓、信号機、街灯柱、標識等）と関連付けられる、帰還信号のシグネチャを記憶し、近似一致のために、ＲＦ信号入力４０２を分析することによって、動作し得る。一致するシグネチャの振幅は、目印までの距離を推定するために使用され得る。代替として、自動運転型の車のように、物体検出および認識のためにプログラミングされる、畳み込みニューラルネットワークが、採用されてもよい。

【0035】

ＧＰＲナビゲーションフィルタ４０６は、先行マップ４０８、ならびにＧＰＲ信号入力４１０、例えば、図３Ａおよび３ＢのＧＰＲ回路網３０２、または図３Ｃのプロセッサ３２２とともに、目印抽出モジュール４０４から判定される目印を使用し、ナビゲーション情報を提供する。先行マップ４０８は、ＲＦ信号の場所、ＧＰＲ情報、ＧＰＳ情報、および車線区分線層、または類似する情報（本質的に、これは、信号ソース、場所、電力レベルマップである）等、以前に記憶された情報である、またはそれを含み得る。例えば、それは、そのような情報を列挙する、インターネットまたは政府のウェブサイトからのデータを切り抜くことによって、組み立てられ、サーバ上にダウンロードするために使用可能にされてもよい。代替として、それは、多くのＳＰＲ装備型車両が、周囲を走行するにつれて、それによって検出された目印データをアップロードすることによって、生成されてもよい。先行マップ４０８は、独立型マップ、またはナビゲーションもしくは自動運転型車両のマップ内の層であってもよい。

【0036】

目印抽出モジュール４０４はまた、目印の位置を識別するために、先行マップ４０８およびＧＰＲナビゲーションフィルタ４０６から情報を受信してもよい。目印ベースのナビゲーションフィルタ４１２はまた、位置付けデータの付加的な精緻化のために、ＧＰＲナビゲーションフィルタ４０６に粗い検索姿勢を提供するために、目印抽出モジュール４０４によって識別された目印を使用してもよい。センサ融合ナビゲーションフィルタ４１４は、目印ベースのナビゲーションフィルタ４１２からの出力を、ＧＰＲナビゲーションフィルタ４０６からの高正確度位置情報と、他のセンサ入力４１６からのデータと組み合わせ、図１Ａの車両１０２の現在の場所を識別する際に、システム１０８において使用するための追跡ナビゲーションフィルタの融合された高正確度位置を生産する。融合された高正確度位置は、位置付け判定をさらに精緻化するために、改良された検索姿勢として、ＧＰＲナビゲーションフィルタ４０６にフィードバックされ得る。

【0037】

コントローラ２０８、画像生成モジュール２１０、および車両内に実装されるＲＦ受信機モジュール２１２は、ハードウェア、ソフトウェア、または両方の組み合わせ内に実装される、１つ以上のモジュールを含んでもよい。機能が、１つ以上のソフトウェアプログラムとして提供される実施形態に関し、プログラムは、ＰＹＴＨＯＮ（登録商標）、ＦＯＲＴＲＡＮ、ＰＡＳＣＡＬ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、ＢＡＳＩＣ、種々のスクリプト言語、および／またはＨＴＭＬ等のいくつかの高水準言語のいずれかで記述され得る。加えて、ソフトウェアは、標的コンピュータ上に常駐するマイクロプロセッサに指示されるアセンブリ言語で実装され得、例えば、ソフトウェアは、ＩＢＭ ＰＣまたはＰＣ複製品上で起動されるように構成される場合、Ｉｎｔｅｌ ８０×８６アセンブリ言語で実装され得る。本ソフトウェアは、限定ではないが、フロッピー（登録商標）ディスク、ジャンプドライブ、ハードディスク、光ディスク、磁気テープ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、またはＣＤ－ＲＯＭを含む、製造品上に埋め込まれ得る。ハードウェア回路網を使用する実施形態は、例えば、１つ以上のＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、またはＡＳＩＣプロセッサを使用して実装されてもよい。

【0038】

本明細書に採用される用語および表現は、説明の用語および表現として使用され、限定されるものではなく、そのような用語および表現の使用において、示され、説明される特徴またはその一部の任意の同等物を除外することは意図されない。加えて、本発明のある実施形態を説明したが、本明細書に開示される概念を組み込む、他の実施形態が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく使用され得ることは、当業者には明白であろう。故に、説明される実施形態は、全ての事項において、単に例証的であり、制限的ではないと見なされるべきである。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【国際調査報告】