(57)【要約】オブジェクトの局在化パラメータを判定するための方法は、オブジェクトからベースバンド信号の第１の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成するステップであって、各推定値は、ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの１つに対応する、ステップを含む。本方法はまた、複数の推定値の最も一般的な値として第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、それから局在化パラメータを判定するステップとを含む。局在化システムは、メモリと、マイクロプロセッサとを含む。メモリは、命令を記憶し、時間周波数成分と、対応する第１の周波数ドメイン振幅とを有する、ベースバンド信号を記憶するように構成される。
2019504312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクトの局在化パラメータを判定するための方法であって、
前記オブジェクトからベースバンド信号の第１の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成するステップであって、前記複数の推定値はそれぞれ、前記ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものに対応し、前記第１の周波数ドメイン振幅は、前記ベースバンド信号の時間周波数に対応する、ステップと、
前記複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
前記第１の周波数ドメイン振幅に基づいて前記局在化パラメータを判定するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップは、
前記複数の推定値を複数のビンにビン化するステップであって、前記複数のビンはそれぞれ、前記複数の推定値のうちの最大値と前記複数の推定値のうちの最小値との間の個別の間隔に対応する、ステップと、
最大数の推定値を有する前記間隔に対応する前記ビンのうちの１つの内側の推定値として、前記第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のビンは、（ｉ）個別の中心および個別の縁をそれぞれ伴う第１の複数の間隔に対応する、第１の複数のビンと、（ｉｉ）第２の複数のビンであって、第２の複数の間隔のそれぞれの中心が、前記第１の複数の間隔のうちの１つの縁に対応するように、前記第１の複数の間隔に対して偏移される第２の複数の間隔に対応する、第２の複数のビンとを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
複数の推定値を生成するステップの前に、時間差分アルゴリズムを使用して前記ベースバンド信号を前処理するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記オブジェクトから光学信号の第１の部分を検出するステップであって、前記光学信号は、前記時間周波数において変調される、ステップと、
空間次元ｘのｘ範囲内で厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する、低速変動光学マスクを通して透過される、前記光学信号の第２の部分を検出するステップと、
前記ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する高速変動光学マスクを通して透過される、前記光学信号の第３の部分を検出するステップと、
前記検出された第１の部分、前記検出された第２の部分、および前記検出された第３の部分のうちの１つを復調し、前記ベースバンド信号を生じるステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記検出された第１の部分、前記検出された第２の部分、および前記検出された第３の部分のうちの前記１つは、前記検出された第１の部分であり、
前記検出された第２の部分を復調し、第２のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第２のベースバンド信号の複数の第２の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第２の周波数ドメイン振幅の第２の複数の推定値を生成するステップと、
前記第２の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第２の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
前記検出された第３の部分を復調し、第３のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第３のベースバンド信号の複数の第３の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第３の周波数ドメイン振幅の第３の複数の推定値を生成するステップと、
前記第３の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第３の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ｘ範囲内で、前記第１の周波数ドメイン振幅によって除算された前記第２の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の場所に対応する、粗い推定場所ｘ２を判定するステップと、
前記ｘ範囲内で、前記第１の周波数ドメイン振幅によって除算された前記第３の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の場所に対応する、複数の候補場所｛ｘ３，１，ｘ３，２，ｘ３，３，…，ｘ３，ｎ｝を判定するステップと、
粗い推定場所ｘ２に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記空間次元ｘと垂直であり、前記低速変動光学マスクおよび前記高速変動光学マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度として、前記精緻化された推定場所に基づいて前記局在化パラメータを判定するステップと、
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
オブジェクトの局在化パラメータを判定するための局在化システムであって、
非一過性のコンピュータ可読命令を記憶し、時間周波数成分と、対応する第１の周波数ドメイン振幅とを有する、前記オブジェクトからのベースバンド信号を記憶するように構成される、メモリと、
マイクロプロセッサであって、前記命令を実行すると、
前記第１の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成するステップであって、前記複数の推定値はそれぞれ、前記ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものに対応する、ステップと、
前記複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
前記第１の周波数ドメイン振幅に基づいて前記局在化パラメータを判定するステップと、
を行うように適合される、マイクロプロセッサと、
を備える、局在化システム。
【請求項９】
前記マイクロプロセッサはさらに、前記命令を実行すると、前記第１の周波数ドメイン振幅を判定するときに、
前記複数の推定値を複数のビンにビン化するステップであって、前記複数のビンはそれぞれ、前記複数の推定値のうちの最大値と前記複数の推定値のうちの最小値との間の個別の間隔に対応する、ステップと、
最大数の推定値を有する前記間隔に対応する前記ビン内の推定値として、前記第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を行うように適合される、
請求項８に記載の局在化システム。
【請求項１０】
前記複数のビンは、（ｉ）個別の中心および個別の縁をそれぞれ伴う第１の複数の間隔に対応する、第１の複数のビンと、（ｉｉ）第２の複数のビンであって、第２の複数の間隔のそれぞれの中心が、前記第１の複数の間隔のうちの１つの縁に対応するように、前記第１の複数の間隔に対して偏移される第２の複数の間隔に対応する、第２の複数のビンとを含む、請求項９に記載の局在化システム。
【請求項１１】
前記マイクロプロセッサはさらに、前記命令を実行すると、複数の推定値を生成するステップの前に、時間差分アルゴリズムを使用して前記ベースバンド信号を前処理するように適合される、請求項９に記載の局在化システム。
【請求項１２】
第１のチャネル、第２のチャネル、および第３のチャネルを含む、受信機をさらに備え、
前記第１のチャネルは、（ｉ）前記オブジェクトから光学信号の第１の部分を受信するための第１のレンズと、（ｉｉ）前記受信された第１の部分を、前記第１の周波数ドメイン振幅を有する第１の電気信号に変換するための第１の光検出器であって、前記光学信号は、前記時間周波数において変調される、第１の光検出器とを含み、
前記第２のチャネルは、（ｉ）空間次元ｘのｘ範囲内で厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する、低速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第２の部分を指向するための第２のレンズと、（ｉｉ）前記低速変動光学マスクを通して透過される前記第２の部分を第２の電気信号に変換するための第２の光検出器とを含み、
前記第３のチャネルは、（ｉ）前記ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する、高速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第３の部分を指向するための第３のレンズと、（ｉｉ）前記高速変動光学マスクを通して透過される前記第３の部分を第３の電気信号に変換するための第３の光検出器とを含み、
前記マイクロプロセッサはさらに、（ｉ）それぞれ、前記第２および第３の電気信号から第２および第３の周波数ドメイン振幅を判定し、（ｉｉ）前記第１、第２、および第３の周波数ドメイン振幅を比較することによって、前記オブジェクトの局在化パラメータを判定するように構成される、
請求項８に記載の局在化システム。
【請求項１３】
前記マイクロプロセッサはさらに、
前記第２の部分を復調し、第２のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第２のベースバンド信号の個別の複数の第２の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第２の周波数ドメイン振幅の第２の複数の推定値を生成するステップと、
前記第２の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第２の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
前記第３の部分を復調し、第３のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第３のベースバンド信号の複数の第３の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第３の周波数ドメイン振幅の第３の複数の推定値を生成するステップと、
前記第３の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第３の周波数ドメイン振幅を判定するステップと
を行うように構成される、請求項１２に記載の局在化システム。
【請求項１４】
前記マイクロプロセッサはさらに、
前記ｘ範囲内で、前記第１の周波数ドメイン振幅によって除算された前記第２の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の位置に対応する、粗い推定場所ｘ２を判定するステップと、
前記ｘ範囲内で、前記周波数ドメイン振幅によって除算された前記第３の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の位置に対応する、複数の候補場所｛ｘ３，１，ｘ３，２，ｘ３，３，…，ｘ３，ｎ｝を判定するステップと、
粗い推定場所ｘ２に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記空間次元ｘと垂直であり、前記低速変動光学マスクおよび前記高速変動光学マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度として、前記精緻化された推定場所に基づいて前記局在化パラメータを判定するステップと、
によって、前記局在化パラメータを判定するように構成される、
請求項１２に記載の局在化システム。
【請求項１５】
オブジェクトの局在化パラメータを判定するための局在化システムであって、
第１のチャネル、第２のチャネル、および第３のチャネルを含む、受信機であって、
前記第１のチャネルは、（ｉ）前記オブジェクトから光学信号の第１の部分を受信するための第１のレンズと、（ｉｉ）前記受信された第１の部分を第１の電気信号に変換するための第１の光検出器とを含み、
前記第２のチャネルは、（ｉ）空間次元ｘのｘ範囲内で厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する、低速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第２の部分を指向するための第２のレンズと、（ｉｉ）前記低速変動光学マスクを通して透過される前記第２の部分を第２の電気信号に変換するための第２の光検出器とを含み、
前記第３のチャネルは、（ｉ）前記ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する、高速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第３の部分を指向するための第３のレンズと、（ｉｉ）前記高速変動光学マスクを通して透過される前記第３の部分を第３の電気信号に変換するための第３の光検出器とを含む、受信機と、
信号プロセッサであって、（ｉ）それぞれ、前記第１、第２、および第３の電気信号から第１、第２、および第３の信号振幅を判定し、（ｉｉ）前記第１、第２、および第３の信号振幅を比較することによって、前記局在化パラメータを判定するように構成される、信号プロセッサと、
を備える、局在化システム。
【請求項１６】
前記光学信号は、変調周波数を有する、変調された光学信号であり、前記第１、第２、および第３の信号振幅は、前記第１、第２、および第３の電気信号の前記変調周波数に対応する、個別の第１、第２、および第３の周波数ドメイン振幅である、請求項１５に記載の局在化システム。
【請求項１７】
前記第１、第２、および第３のチャネルはそれぞれ、両方の他のチャネルの視野に重複する個別の視野を有する、請求項１５に記載の局在化システム。
【請求項１８】
前記第１の光検出器と前記第１のレンズとの間にあり、前記低速変動光学マスクの最大透過率および前記高速変動光学マスクの最大透過率に等しい、またはそれを超える、一様な透過率を有する、一様な光学マスクをさらに備える、請求項１５に記載の局在化システム。
【請求項１９】
前記信号プロセッサは、
前記ｘ範囲内で、前記第１の信号振幅によって除算された前記第２の信号振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の位置に対応する、粗い推定場所ｘ２を判定するステップと、
前記ｘ範囲内で、前記第１の信号振幅によって除算された前記第３の信号振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の位置に対応する、複数の候補場所｛ｘ３，１，ｘ３，２，ｘ３，３，…，ｘ３，ｎ｝を判定するステップと、
粗い推定場所ｘ２に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記精緻化された推定場所に基づいて、前記空間次元ｘと垂直であり、前記マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度を判定するステップと、
によって、前記局在化パラメータを判定するように構成される、
請求項１５に記載の局在化システム。
【請求項２０】
（ｉ）前記光学信号を発するステップおよび（ｉｉ）前記光学信号を反射するステップのうちの少なくとも１つのためのエミッタをさらに備え、前記エミッタは、（ａ）前記オブジェクトの上、または（ｂ）前記受信機に近接してのいずれかで位置し、少なくとも前記オブジェクト上に搭載される反射体に向かって前記光学信号を指向するように構成される、請求項１５に記載の局在化システム。
【請求項２１】
前記光学信号は、０．４０マイクロメートル〜２．０マイクロメートルの自由空間波長を有する、請求項１５に記載の局在化システム。
【請求項２２】
前記空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）は、ｘの周期関数である、請求項１５に記載の局在化システム。
【請求項２３】
前記低速変動マスクの一部および前記高速変動マスクの一部は、前記ｘ次元と垂直な線に沿って同一線上にある、請求項１５に記載の局在化システム。
【請求項２４】
前記低速変動光学マスクは、空間次元ｘ内の前記ｘ範囲に跨がり、空間次元ｘに直交する空間次元ｙ内の第１のｙ範囲に跨がり、透過率Ｔ２（ｘ）は、ｙから独立し、
前記高速変動光学マスクは、空間次元ｘ内の前記ｘ範囲に跨がり、空間次元ｙ内の第２のｙ範囲に跨がり、透過率Ｔ３（ｘ）は、ｙから独立している、
請求項１５に記載の局在化システム。
【請求項２５】
空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）は、周期Λｘを有する周期関数であり、前記受信機はさらに、
（ｉ）空間的に変動する透過率Ｔ４（ｘ）＝Ｔ３（ｘ＋Δｘ）、Δｘ≦０．５Λｘを有する、第２の高速変動光学マスクに向かう前記光学信号の第４の部分を受信するための第４のレンズと、（ｉｉ）前記第２の高速変動光学マスクを通して透過される前記第４の部分を第４の電気信号に変換するための第４の光検出器とを含む、第４のチャネルを含み、
前記信号プロセッサはさらに、（ｉ）前記第４の電気信号から第４の信号振幅を判定し、（ｉｉ）前記第１、第２、第３、および第４の信号振幅を比較することによって、前記局在化パラメータを判定するように構成される、請求項１５に記載の局在化システム。
【請求項２６】
オブジェクトの局在化パラメータを判定するための方法であって、
前記オブジェクトから光学信号の第１の部分を検出するステップと、
前記検出された第１の部分の第１の信号振幅を判定するステップと、
空間次元ｘのｘ範囲内で、厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する低速変動光学マスクを通して透過される、前記光学信号の第２の部分を検出するステップと、
前記低速変動光学マスクを通して透過される、前記第２の部分の第２の信号振幅を判定するステップと、
前記ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する、高速変動光学マスクを通して透過される、前記光学信号の第３の部分を検出するステップと、
前記高速変動光学マスクを通して透過される、前記第３の部分の第３の信号振幅を判定するステップと、
前記ｘ範囲内で、前記第１の信号振幅によって除算された前記第２の信号振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の場所に対応する、粗い推定場所ｘ２を判定するステップと、
前記ｘ範囲内で、前記第１の信号振幅によって除算された前記第３の信号振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の場所に対応する、複数の候補場所｛ｘ３，１，ｘ３，２，ｘ３，３，…，ｘ３，ｎ｝を判定するステップと、
粗い推定場所ｘ２に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記精緻化された推定場所に基づいて、前記空間次元ｘと垂直であり、前記マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度を判定するステップと、
を含む、方法。
【請求項２７】
前記第１の部分を検出するステップは、前記第２の光学マスクの最大透過率に等しい、またはそれを超える、一様な透過率を有する、一様な光学マスクに向かって前記第１の部分を指向するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記光学信号は、変調周波数と、対応する周波数ドメイン振幅とを有する、変調された光学信号であり、前記第１、第２、および第３の信号振幅を判定するステップはさらに、
それぞれ、前記第１の部分、前記第２の部分、および前記第３の部分の第１、第２、および第３の周波数ドメイン表現を生成するステップと、
それぞれ、前記第１、第２、および第３の信号振幅として、前記第１、第２、および第３の周波数ドメイン表現の前記周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
再配置可能な構成要素と、
光学信号を発するための前記再配置可能な構成要素上のエミッタと、
前記光学信号の第１の部分、第２の部分、および第３の部分を受信するように構成される受信機であって、前記第１、第２、および第３の部分は、空間的に明確に異なるおよび時間的に明確に異なるのうちの少なくとも１つである、受信機と、
前記光学信号の前記第１の部分、第２の部分、および第３の部分に基づいて、前記受信機に通信可能に結合される伝送機から制御信号を受信するように適合される、コントローラと、
前記制御信号に基づいて前記再配置可能な構成要素を作動させるために、前記コントローラに通信可能に結合され、前記再配置可能な構成要素に機械的に結合される、アクチュエータと、
を備える、再配置可能な機械的構造。
【請求項３０】
第１のチャネルであって、（ｉ）前記光学信号の第１の部分を受信するための第１のレンズと、（ｉｉ）前記受信された第１の部分を第１の電気信号に変換するための第１の光検出器とを含む、第１のチャネルと、
第２のチャネルであって、（ｉ）空間次元ｘのｘ範囲内で厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する、低速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第２の部分を指向するための第２のレンズと、（ｉｉ）前記低速変動光学マスクを通して透過される前記第２の部分を第２の電気信号に変換するための第２の光検出器とを含む、第２のチャネルと、
第３のチャネルであって、（ｉ）前記ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する、高速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第３の部分を指向するための第３のレンズと、（ｉｉ）前記高速変動光学マスクを通して透過される前記第３の部分を第３の電気信号に変換するための第３の光検出器とを含む、第３のチャネルと、
を含む、前記受信機
をさらに備える、請求項２９に記載の再配置可能な機械的構造。
【請求項３１】
（ｉ）それぞれ、前記第１、第２、および第３の電気信号から第１、第２、および第３の信号振幅を判定し、（ｉｉ）前記第１、第２、および第３の信号振幅を比較することによって、前記エミッタの局在化パラメータを判定するように構成される、信号プロセッサをさらに備える、請求項３０に記載の再配置可能な機械的構造。
【請求項３２】
前記信号プロセッサは、
前記ｘ範囲内で、前記第１の信号振幅によって除算された前記第２の信号振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の位置に対応する、粗い推定場所ｘ２を判定するステップと、
前記ｘ範囲内で、前記第１の信号振幅によって除算された前記第３の信号振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の位置に対応する、複数の候補場所｛ｘ３，１，ｘ３，２，ｘ３，３，…，ｘ３，ｎ｝を判定するステップと、
粗い推定場所ｘ２に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記精緻化された推定場所に基づいて、前記空間次元ｘと垂直であり、前記マスクに交差する平面に対する前記再配置可能な構成要素の角度を判定するステップと、
によって、前記局在化パラメータを判定する、請求項３１に記載の再配置可能な機械的構造。
【請求項３３】
前記光学信号は、変調周波数を有する、変調された光学信号であり、前記第１、第２、および第３の信号振幅は、前記第１、第２、および第３の電気信号の前記変調周波数に対応する、個別の第１、第２、および第３の周波数ドメイン振幅である、請求項３０に記載の再配置可能な機械的構造。
【請求項３４】
ベースバンド信号の時間周波数に対応する第１の周波数ドメイン振幅を判定するための方法であって、
前記ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記第１の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成するステップと、
前記複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を含む、方法。
【請求項３５】
前記第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップは、
前記複数の推定値を複数のビンにビン化するステップであって、各ビンは、前記複数の推定値のうちの最大値と前記複数の推定値のうちの最小値との間の個別の間隔に対応する、ステップと、
最大数の推定値を有する前記間隔に対応する前記ビン内の推定値として、前記第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記複数のビンは、（ｉ）個別の中心および個別の縁をそれぞれ伴う第１の複数の間隔に対応する、第１の複数のビンと、（ｉｉ）第２の複数の間隔のそれぞれの中心が、前記第１の複数の間隔のうちの１つの縁に対応するように、前記第１の複数の間隔に対して偏移される第２の複数の間隔に対応する、第２の複数のビンとを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
複数の推定値を生成するステップの前に、時間差分アルゴリズムを使用して前記ベースバンド信号を前処理するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
オブジェクトから光学信号の第１の部分を検出するステップであって、前記光学信号は、前記時間周波数において変調される、ステップと、
空間次元ｘのｘ範囲内で厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する、低速変動光学マスクを通して透過される、前記光学信号の第２の部分を検出するステップと、
前記ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する高速変動光学マスクを通して透過される、前記光学信号の第３の部分を検出するステップと、
前記検出された第１の部分、前記検出された第２の部分、および前記検出された第３の部分のうちの１つを復調し、前記ベースバンド信号を生じるステップと、
をさらに含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】
前記検出された第１の部分、前記検出された第２の部分、および前記検出された第３の部分のうちの前記１つは、前記検出された第１の部分であり、
前記検出された第２の部分を復調し、第２のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第２のベースバンド信号の複数の第２の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第２の周波数ドメイン振幅の第２の複数の推定値を生成するステップと、
前記第２の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第２の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
前記検出された第３の部分を復調し、第３のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第３のベースバンド信号の複数の第３の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第３の周波数ドメイン振幅の第３の複数の推定値を生成するステップと、
前記第３の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第３の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
をさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記ｘ範囲内で、前記第１の周波数ドメイン振幅によって除算された前記第２の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の場所に対応する、粗い推定場所ｘ２を判定するステップと、
前記ｘ範囲内で、前記第１の周波数ドメイン振幅によって除算された前記第３の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の場所に対応する、複数の候補場所｛ｘ３，１，ｘ３，２，ｘ３，３，…，ｘ３，ｎ｝を判定するステップと、
粗い推定場所ｘ２に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記精緻化された推定場所に基づいて、前記空間次元ｘと垂直であり、前記低速変動光学マスクおよび前記高速変動光学マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度を判定するステップと、
をさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
周波数ドメイン分析器であって、
非一過性のコンピュータ可読命令を記憶し、時間周波数成分と、対応する第１の周波数ドメイン振幅とを有する、ベースバンド信号を記憶するように構成される、メモリと、
マイクロプロセッサであって、前記命令を実行すると、
前記ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記第１の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成するステップと、
前記複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を行うように適合される、マイクロプロセッサと、
を備える、周波数ドメイン分析器。
【請求項４２】
前記マイクロプロセッサはさらに、前記命令を実行すると、前記第１の周波数ドメイン振幅を判定するときに、
前記複数の推定値を複数のビンにビン化するステップであって、各ビンは、前記複数の推定値のうちの最大値と前記複数の推定値のうちの最小値との間の個別の間隔に対応する、ステップと、
最大数の推定値を有する前記間隔に対応する前記ビン内の推定値として、前記第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を行うように適合される、
請求項４１に記載の周波数ドメイン分析器。
【請求項４３】
前記複数のビンは、（ｉ）個別の中心および個別の縁をそれぞれ伴う第１の複数の間隔に対応する、第１の複数のビンと、（ｉｉ）第２の複数の間隔のそれぞれの中心が、前記第１の複数の間隔のうちの１つの縁に対応するように、前記第１の複数の間隔に対して偏移される第２の複数の間隔に対応する、第２の複数のビンとを含む、請求項４２に記載の周波数ドメイン分析器。
【請求項４４】
前記マイクロプロセッサはさらに、前記命令を実行すると、複数の推定値を生成するステップの前に、時間差分アルゴリズムを使用して前記ベースバンド信号を前処理するように適合される、請求項４２に記載の周波数ドメイン分析器。
【請求項４５】
第１のチャネル、第２のチャネル、および第３のチャネルを含む、受信機をさらに備え、
前記第１のチャネルは、（ｉ）前記オブジェクトから光学信号の第１の部分を受信するための第１のレンズと、（ｉｉ）前記受信された第１の部分を、前記第１の周波数ドメイン振幅を有する第１の電気信号に変換するための第１の光検出器であって、前記光学信号は、前記時間周波数において変調される、第１の光検出器とを含み、
前記第２のチャネルは、（ｉ）空間次元ｘのｘ範囲内で厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する、低速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第２の部分を指向するための第２のレンズと、（ｉｉ）前記低速変動光学マスクを通して透過される前記第２の部分を第２の電気信号に変換するための第２の光検出器とを含み、
前記第３のチャネルは、（ｉ）前記ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する、高速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第３の部分を指向するための第３のレンズと、（ｉｉ）前記高速変動光学マスクを通して透過される前記第３の部分を第３の電気信号に変換するための第３の光検出器とを含み、
前記マイクロプロセッサはさらに、（ｉ）それぞれ、前記第２および第３の電気信号から第２および第３の周波数ドメイン振幅を判定し、（ｉｉ）前記第１、第２、および第３の周波数ドメイン振幅を比較することによって、前記オブジェクトの場所パラメータを判定するように構成される、
請求項４１に記載の周波数ドメイン分析器。
【請求項４６】
前記マイクロプロセッサはさらに、
前記第２の部分を復調し、第２のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第２のベースバンド信号の個別の複数の第２の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第２の周波数ドメイン振幅の第２の複数の推定値を生成するステップと、
前記第２の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第２の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
前記第３の部分を復調し、第３のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第３のベースバンド信号の複数の第３の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第３の周波数ドメイン振幅の第３の複数の推定値を生成するステップと、
前記第３の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第３の周波数ドメイン振幅を判定するステップと
を行うように構成される、請求項４５に記載の周波数ドメイン分析器。
【請求項４７】
前記マイクロプロセッサはさらに、
前記ｘ範囲内で、前記第１の周波数ドメイン振幅によって除算された前記第２の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の位置に対応する、粗い推定場所ｘ２を判定するステップと、
前記ｘ範囲内で、前記周波数ドメイン振幅によって除算された前記第３の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の位置に対応する、複数の候補場所｛ｘ３，１，ｘ３，２，ｘ３，３，…，ｘ３，ｎ｝を判定するステップと、
粗い推定場所ｘ２に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記精緻化された推定場所に基づいて、前記空間次元ｘと垂直であり、前記低速変動光学マスクおよび前記高速変動光学マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度を判定するステップと、
によって、前記場所パラメータを判定するように構成される、
請求項４５に記載の周波数ドメイン分析器。
【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、２０１５年１２月２３日に出願された米国仮出願第６２／３８７，３８７号に対する優先権を主張するものであり、該米国仮出願は、その全体が参照により本明細書中に援用される。また、本願は、２０１６年５月２３日に出願された米国特許出願第１５／１６２，３２９号の継続出願であり、これは、２０１５年５月２１日に出願された米国仮出願第６２／１６４，６９６号に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
局在化システムは、局在化システムの視野内にある局在化ドメイン内の１つまたはそれを上回るオブジェクトの場所および移動を追跡する。角度ベースの局在化システムは、部分的に、追跡されたオブジェクトと平面上の場所との間の相対角度を計算することによって場所を判定する。角度ベースの局在化システムは、多くの場合、例えば、局在化精度が要求されるとき、および／または局在化ドメインのサイズが画像ベースの局在化システムの画像センサのものをはるかに超えるときに、画像ベースの局在化システムより好ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
第１の実施形態では、オブジェクトの局在化パラメータを判定するための方法は、オブジェクトからベースバンド信号の第１の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成するステップを含む。複数の推定値はそれぞれ、ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものに対応する。第１の周波数ドメイン振幅は、ベースバンド信号の時間周波数に対応する。本方法はまた、複数の推定値のうちの最も一般的な値として第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、第１の周波数ドメイン振幅に基づいて局在化パラメータを判定するステップとを含む。
【０００４】
第２の実施形態では、局在化システムは、メモリと、マイクロプロセッサとを含む。メモリは、非一過性のコンピュータ可読命令を記憶し、時間周波数成分と、対応する第１の周波数ドメイン振幅とを有する、ベースバンド信号を記憶するように構成される。マイクロプロセッサは、（ｉ）ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、第１の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成し、（ｉｉ）複数の推定値のうちの最も一般的な値として第１の周波数ドメイン振幅を判定する命令を実行するように適合される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、実施形態における、例示的使用シナリオでの局在化システムを示す。
【０００６】
【図２】図２は、図１の局在化システムの実施例である、局在化システムの実施形態を図示する。
【０００７】
【図３】図３は、図２の局在化システムの実施例である、局在化システムの斜視図である。
【０００８】
【図４】図４は、図３の局在化システムの断面図である。
【０００９】
【図５】図５は、図３の局在化システムの光学マスクの例示的透過関数のプロットを含む。
【００１０】
【図６】図６は、実施形態における、オブジェクトの角度場所を判定するための方法を図示する、フローチャートである。
【００１１】
【図７】図７は、実施形態における、図６の方法の随意のステップを図示する、フローチャートである。
【００１２】
【図８】図８は、図２の局在化システムのチャネルからの例示的ベースバンド信号を示す。
【００１３】
【図９】図９は、図８のベースバンド信号の短時間フーリエ変換（ＳＴＦＴ）振幅の時系列を示す。
【００１４】
【図１０】図１０Ａおよび１０Ｂは、図９のＳＴＦＴ振幅に対応する予測誤差のプロットである。
【００１５】
【図１１】図１１Ａおよび１１Ｂは、図１０Ａの予測誤差の信号対雑音比（ＳＮＲ）時系列である。
【００１６】
【図１２】図１２は、図２の局在化システムの実施形態のチャネルによって生成される、破損したベースバンド信号のプロットである。
【００１７】
【図１３】図１３は、図１２の破損したベースバンド信号の個別の複数の区画に対応する複数のＳＴＦＴ振幅推定値を図示する。
【００１８】
【図１４】図１４は、図１３のＳＴＦＴ振幅推定値の発生を図示する、概略ヒストグラムを描写する。
【００１９】
【図１５】図１５は、実施形態における、ベースバンド信号の周波数ドメイン振幅を判定するための方法を図示する、フローチャートである。
【００２０】
【図１６】図１６Ａおよび１６Ｂは、未加工ＳＴＦＴ振幅推定値を図１５の方法に起因する精緻化されたＳＴＦＴ振幅推定値と比較する、プロットである。
【００２１】
【図１７】図１７は、図２の局在化システムの実施形態によって生成される、測定されたＳＴＦＴ振幅の時系列プロットである。
【００２２】
【図１８】図１８は、図１５の方法を介して生成される、図１７のＳＴＦＴ振幅のヒストグラムを示す。
【００２３】
【図１９】図１９Ａおよび１９Ｂは、図１７のＳＴＦＴ振幅の予測誤差のプロットである。
【００２４】
【図２０】図２０は、図１７のＳＴＦＴ振幅の比のプロットである。
【００２５】
【図２１】図２１は、破損した測定が削除された、図１７のＳＴＦＴ振幅の比のプロットである。
【００２６】
【図２２】図２２は、図２０および２１のＳＴＦＴ振幅比に対応する信号対雑音比のプロットである。
【００２７】
【図２３】図２３は、図２の局在化システムの受信機の実施形態の中に存在する光学構成要素アレイを図示する。
【００２８】
【図２４】図２４−２７はそれぞれ、図２の局在化システムの受信機を含む、個別の伝送機・受信機ペアを図示する。
【図２５】図２４−２７はそれぞれ、図２の局在化システムの受信機を含む、個別の伝送機・受信機ペアを図示する。
【図２６】図２４−２７はそれぞれ、図２の局在化システムの受信機を含む、個別の伝送機・受信機ペアを図示する。
【図２７】図２４−２７はそれぞれ、図２の局在化システムの受信機を含む、個別の伝送機・受信機ペアを図示する。
【００２９】
【図２８】図２８−３２はそれぞれ、図２３の光学構成要素アレイを含む受信機の実施形態を横断する波面を図示する。
【図２９】図２８−３２はそれぞれ、図２３の光学構成要素アレイを含む受信機の実施形態を横断する波面を図示する。
【図３０】図２８−３２はそれぞれ、図２３の光学構成要素アレイを含む受信機の実施形態を横断する波面を図示する。
【図３１】図２８−３２はそれぞれ、図２３の光学構成要素アレイを含む受信機の実施形態を横断する波面を図示する。
【図３２】図２８−３２はそれぞれ、図２３の光学構成要素アレイを含む受信機の実施形態を横断する波面を図示する。
【００３０】
【図３３】図３３は、実施形態における１つの例示的局在化システムを図示する。
【００３１】
【図３４】図３４−３８は、図２の局在化システムおよび図６の方法の例示的使用の実施例を説明する。
【図３５】図３４−３８は、図２の局在化システムおよび図６の方法の例示的使用の実施例を説明する。
【図３６】図３４−３８は、図２の局在化システムおよび図６の方法の例示的使用の実施例を説明する。
【図３７】図３４−３８は、図２の局在化システムおよび図６の方法の例示的使用の実施例を説明する。
【図３８】図３４−３８は、図２の局在化システムおよび図６の方法の例示的使用の実施例を説明する。
【００３２】
【図３９】図３９は、実施形態における、図２の局在化システムのための第１の例示的使用環境を図示する。
【００３３】
【図４０】図４０は、実施形態における、図２の局在化システムのため第２の例示的使用環境を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１は、環境１８０内の例示的使用シナリオにおける局在化システム１００を示す。環境１８０は、例えば、倉庫、工場、加工プラント、仕事場、（道路、建物等の）建設現場、造園現場であり、屋内または屋外のいずれかに位置してもよい。本シナリオにおける物理的規模、電気的帯域幅、および要求される局在化精度はそれぞれ、画像処理ベースの局在化を非常に困難および／またはリソース集約的にするほど十分に大きい。局在化システム１００は、米国出願第１４／１６５，９４６号に説明される光学誘導システム５００、６００、および７００の任意の特徴を含んでもよい。
【００３５】
環境１８０は、車両１８４と、ベスト１８６Ｖを着用している個人１８６と、人間の視線能力を限定する棚１８２等の障害物とを含む。車両１８４は、例えば、フォークリフト、または建設機器（バックホー、掘削機、ブルドーザ等）等の再配置可能な部品を伴う他のタイプの車両である。局在化システム１００は、受信機１３０（１）を含み、車両１８４、ベスト１８６Ｖ、および棚１８２等の追跡可能オブジェクトの上にあるエミッタ１１１の位置を追跡する。受信機１３０（１）は、座標系１９８のｘ−ｙ平面と垂直な平面内に前面１３０Ｆ（１）を有する。局在化システム１００は、随意に、第２の受信機１３０（２）等の１つまたはそれを上回る付加的受信機を含む。
【００３６】
実施形態では、受信機１３０およびエミッタ１１１は両方とも、車両１８４の可動部品の場所を判定して制御するための車両１８４等の同一の車両の上に位置する。
【００３７】
エミッタ１１１は、局在化システム１００の一部であってもよい。例示的動作モードでは、受信機１３０（１）は、それから局在化システム１００がエミッタ１１１（１）についての場所情報を判定する、エミッタ１１１（１）からの信号１１２（１）を受信する。
【００３８】
局在化システム１００の１つの機能は、車両１８４および個人１８６等のオブジェクトまたは人の場所を局在化して報告することであってもよい。例えば、局在化システム１００は、エミッタ１１１（１）と前面１３０Ｆ（１）との間のｘ−ｙ平面内の場所角度１１３を判定する。局在化システム１００はまた、受信機１３０（２）に対するエミッタ１１１（１）の第２の局在化角度を判定してもよい。そのような場所データは、ナビゲーションおよび衝突回避の目的のために、車両１８４等のオブジェクト場所を制御するために使用されてもよい。
【００３９】
受信機１３０は、エミッタ１１１から、例えば、信号１１２（２）を発するエミッタ１１１（２）から、破損した信号を受信し得る。例えば、閉塞１８８がエミッタ１１１（２）と受信機１３０（２）との間にあるとき、受信機１３０（２）は、信号１１２（２）の破損したバージョンである、破損した信号１１２Ｃを受信する。閉塞１８８は、例えば、空中浮遊粉塵、または雨、みぞれ、または雪の形態の周囲湿気である。破損した信号１１２Ｃはまた、エミッタ１１１の誤動作によって引き起こされ得る。局在化システム１００の信頼できる動作は、エミッタ１１１（２）の場所を正確に特定することができるように、システム１００が破損した信号１１２Ｃの中の雑音を除去することが可能であることを要求する。
【００４０】
図２は、局在化システム１００の実施例である、１つの例示的局在化システム２００を図示する。局在化システム２００は、受信機２３０と、随意に、処理ユニット２８０とを含む。処理ユニット２８０は、マイクロプロセッサ２８２と、メモリ２８４とを含む。メモリ２８４は、揮発性メモリ（例えば、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、またはそれらの任意の組み合わせ）および不揮発性メモリ（例えば、ＦＬＡＳＨ、ＲＯＭ、磁気媒体、光学媒体、またはそれらの任意の組み合わせ）の一方もしくは両方を表してもよい。メモリ２８４は、機械可読命令を含むソフトウェア２５０を記憶する。マイクロプロセッサ２８２は、メモリ２８４に通信可能に結合され、その中に記憶された機械可読命令を実行するときに、本明細書に説明されるような局在化システム２００の機能を果たす。ソフトウェア２５０は、スポット場所推定器２５２と、位置・角度変換器２５４と、随意に、周波数ドメイン分析器２５６と、信号調節器２５８と、信号評価器２６０と、信号対雑音（ＳＮＲ）モニタ２６２とを含む。メモリ２８４はまた、随意に、それぞれ、スポット場所推定器２５２、位置・角度変換器２５４、およびＳＮＲモニタ２６２によって使用される、マスク性質２３４Ｐ、ＣＲＡマッピング２３５Ｍ、ならびに時間間隔２６４を記憶してもよい。
【００４１】
局在化システム２００はまた、随意のエミッタ２１１を含んでもよい。受信機２３０およびエミッタ２１１は、それぞれ、受信機１３０（１）およびエミッタ１１１として実装されてもよい。エミッタ２１１は、少なくともエミッタ２１１（１）を含み、任意の数のエミッタ２１１（２）から２１１（Ｎ）をさらに含んでもよい。各エミッタ２１１（１−Ｎ）は、搬送波周波数２１２Ｃを有する、個別の光学信号２１２（１−Ｎ）を提供する。光学信号２１２（１−Ｎ）は、変調周波数２１２Ｆ（１−Ｎ）と、対応する周波数ドメイン振幅２１２Ａ（１−Ｎ）とを有してもよく、その場合、搬送波周波数２１２Ｃは、搬送波周波数である。典型的使用シナリオでは、局在化システム２００は、その光学スペクトルの中に搬送波周波数２１２Ｃを含む、周囲光学放射２１８を含む環境である。光学信号２１２の変調周波数２１２Ｆは、局在化システム２００が、エミッタ２１１から伝搬する信号を、搬送波周波数２１２Ｃを有する周囲光学放射２１８の成分と区別することを可能にする。
【００４２】
エミッタ２１１は、光学信号２１２を生成する、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザダイオード等の光源２１５を含んでもよい。エミッタ２１１はまた、光源２１５の出力を変調させるように構成される電気回路２１５Ｃを含んでもよい。光学信号２１２は、本来は、例えば、局在化システム２００の一部であり、受信機２３０に取り付けられ得る、またはそれに近接し得る、光学伝送機２２０等のエミッタ２１１から遠隔のソースによって生成されてもよい。エミッタ２１１は、受信機２３０に向かって光学伝送機２２０によって生成される光学信号２１２を反射するための反射体２１６を含んでもよい。光学伝送機２２０は、可視光、近赤外光、およびそれらの組み合わせ等の電磁放射線を発してもよい。
【００４３】
個別の変調周波数２１２Ｆ（１−Ｎ）を伴う光学信号２１２（１−Ｎ）を変調させることは、エミッタ２１１を相互と区別する１つの方法である。代替として、各エミッタ２１１は、異なる搬送波周波数（２１２Ｃ（１，２，…Ｎ））または偏光を発してもよい。チャネル２３１は、単一のエミッタ２１１から伝搬する光のものに対応する搬送波周波数２１２Ｃまたは偏光を透過させるフィルタ２３６を含んでもよい。フィルタ２３６は、例えば、光学帯域通過フィルタ、直線偏光子、および円形偏光子のうちの少なくとも１つを含む。
【００４４】
搬送波周波数２１２Ｃは、例えば、０．９５μｍ等の０．４０μｍ〜２．０μｍの１つまたはそれを上回る自由空間光学波長に対応する。フィルタ２３６は、例えば、搬送波周波数２１２Ｃに等しい中心伝送周波数を有する、狭帯域光学帯域通過フィルタである。変調周波数２１２Ｆは、例えば、５０Ｈｚ〜５００ｋＨｚである。光学信号２１２は、振幅変調、周波数変調、スペクトル拡散、ランダムワンタイムコード変調を含む、当技術分野で公知の１つまたはそれを上回る変調方法を用いて変調されてもよい。
【００４５】
受信機２３０は、複数のチャネル２３１を含む。各チャネル２３１は、光学マスク２３４と、光検出器２３３と、チャネル電子機器２３２と、随意に、レンズ２３５とを含む。各光学マスク２３４は、光学信号２１２が、事前に光検出器２３３によって検出される前に、光学マスク２３４を通って伝搬するように、その個別の光検出器２３３とエミッタ２１１との間にある。２つまたはそれを上回る光学マスク２３４（１−Ｍ）は、明確に異なる光学要素であってもよい。代替として、２つまたはそれを上回る光学マスク２３４（１−Ｍ）は、２つまたはそれを上回る個別の光検出器２３３を被覆する、単一の光学要素の異なる領域に対応してもよい。
【００４６】
実施形態では、各光検出器２３３は、例えば、２０ＭＨｚの時間カットオフ周波数を有する、単一ピクセル光検出器、例えば、シリコンＰＩＮダイオード等のフォトダイオードである。別の実施形態では、光検出器２３３は、各光検出器２３３がピクセルアレイの異なるピクセルであるように、ピクセルアレイの中に実装される。ピクセルアレイは、例えば、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）画像センサまたは電荷結合素子（ＣＣＤ）画像センサである。
【００４７】
チャネル２３１は、受信機２３０内で任意の空間的構成に配列されてもよい。一実施形態では、チャネル２３１は、線に沿って配列される。別の実施形態では、チャネル２３１は、チャネル２３１が平面を画定するように、平面内に配列されるが、全てが同一の線上に位置するわけではない。例えば、チャネル２３１は、２次元アレイに配列される。
【００４８】
各光学マスク２３４（１−Ｍ）は、チャネル２３１（ｍ）の光学マスク２３４（ｍ）が、チャネル２３１（ｎ）の光学マスク２３４（ｎ）と異なり、ｍ≠ｎであるように、相互に明確に異なる。本明細書の範囲から逸脱することなく、受信機２３０はまた、チャネル２３１（１−Ｍ）に加えて、チャネル２３１（１−Ｍ）の光学マスク２３４と同じ光学マスク２３４を有する、付加的チャネル２３１を含んでもよい。
【００４９】
光学マスク２３４は、入射光学信号２１２の個別の信号修正を課してもよい。信号修正は、位相の変化、振幅、または偏光のうちの少なくとも１つであり、例えば、随意にメモリ２８４の中に記憶されたマスク性質２３４Ｐとして機能的または数値的に表現可能である。光学マスクは、例えば、メモリ２８４の中に記憶されたマスク性質２３４Ｐの実施例である、空間的に変動する透過関数によって説明される空間的に変動する透過率を伴う光学要素である。マスク性質２３４Ｐは、例えば、透過関数を表すルックアップテーブルである。各光学マスク２３４は、それを通して光検出器２３３まで透過される光学信号２１２を修正し、故に、位相専用マスクを除いて、光学信号２１２に対応する周波数ドメイン振幅２１２Ａも修正する。
【００５０】
光学信号２１２（１−Ｎ）は、例証を明確にするために単一の角度として図２に図示される、個別の場所角度２１３（１−Ｎ）でチャネル２３１に入射する。各場所角度２１３は、場所角度１１３の実施例である。ｉ∈｛１，２，・・・，Ｍ｝である、チャネル２３１（ｉ）の中に含まれるとき、レンズ２３５は、レンズ２３５が、光学信号２１２が入射する光検出器２３３（ｉ）上の信号場所２９１に角度２１３をマップするように、チャネルの光検出器２３３（ｉ）とエミッタ２１１（ｉ）との間にある。
【００５１】
場所角度２１３は、例えば、レンズ２３５に入射する光線（主光線）の主光線角度（ＣＲＡ）である。レンズ２３５は、ＣＲＡマッピング２３５Ｍとしてメモリ２８４の中に記憶され得る、特徴的ＣＲＡ機能に従って、角度２１３を信号場所２９１にマップする。ＣＲＡマッピング２３５Ｍは、例えば、主光角度および対応する信号場所２９１のルックアップテーブルである。ＣＲＡマッピング２３５Ｍはまた、光学マスク２３４からのその焦点長および距離等のレンズ２３５の性質を含んでもよい。
【００５２】
各チャネル２３１は、その光検出器のサイズによる、個別のチャネル視野（「チャネルＦＯＶ」）と、含まれるとき、レンズ２３５の相対開口（ｆ数）とを有する。実施形態では、３つまたはそれを上回るチャネル２３１のチャネルＦＯＶは、少なくとも３つのチャネル２３１が同一のエミッタ２１１から光学信号２１２を受信するように重複する。
【００５３】
各光学マスク２３４は、修正された光学信号２１２Ｍとして、１つまたはそれを上回る光学信号２１２（１−Ｎ）を光検出器２３３に透過させ、ひいては、チャネル電子機器２３２によって受信される光電流信号２３３Ｃを生成する。例えば、チャネル２３１（１）の光検出器２３３は、光電流信号２３３Ｃ（１）を生成する。
【００５４】
チャネル電子機器２３２は、光電流信号２３３Ｃに以下の動作のうちの１つまたはそれを上回るもの、すなわち、アナログ・デジタル変換、低域通過フィルタリング、および復調を行うことが可能な回路を含んでもよい。例えば、チャネル電子機器２３２は、アナログ復調器としても機能する、低域通過フィルタ回路を含む。別の実施例では、チャネル電子機器２３２は、低域通過フィルタ、アナログ・デジタル変換器、およびデジタル復調器を含む。
【００５５】
実施形態では、１つまたはそれを上回るチャネル２３１のチャネル電子機器２３２は、存在する場合、１つを上回る変調周波数２１２Ｆを回収するように光電流信号２３３Ｃを復調させることが可能である。例えば、復調周期Ｔ内で、チャネル電子機器２３２は、１＜Ｎ１≦Ｎである、持続時間Ｔ／Ｎ１にわたって２１２（１−Ｎ１）のうちの１つに等しい復調周波数において光電流信号２３３Ｃを復調させる。実施形態では、１つまたはそれを上回るチャネル２３１は、単一の変調周波数２１２Ｆに対応する、専用チャネル電子機器２３２を有する。別の実施形態では、チャネル電子機器２３２は、増幅を提供し、例えば、チャネル電子機器２３２が通信可能に結合される処理ユニット２８０内で、復調、フィルタリング、およびデジタル変換が起こる場所から空間的に分離している。本実施形態では、チャネル電子機器２３２はまた、バイアス消去を提供してもよい。
【００５６】
各チャネル２３１（ｍ）のチャネル電子機器２３２は、個別のチャネル信号２３１Ｓ（ｍ）をマイクロプロセッサ２８２に通信可能に結合されるメモリ２８４に出力し、ｍ∈｛１，２，・・・，Ｍ｝である。各チャネル信号２３１Ｓ（ｍ）は、メモリ２８４の中に測定された信号振幅２４２として記憶され得る、測定された信号振幅２４１（ｍ）を含む。測定された信号振幅２４１（ｍ）は、例えば、光学信号２１２が変調されないとき、またはチャネル信号２３１Ｓ（ｍ）の復調、フィルタリング、およびデジタル変換に先立って、チャネル信号２３１Ｓ（ｍ）の振幅であってもよい。
【００５７】
光学信号２１２が変調されるとき、すなわち、対応する周波数ドメイン振幅２１２Ａ（ｎ）における変調周波数２１２Ｆ（ｎ）を用いて、ソフトウェア２５０は、チャネル２３１（ｍ）によって検出されるような光学信号２１２（ｎ）に対応する、測定された信号振幅２４２（ｎ，ｍ）を判定してもよく、ｎ∈｛１，２，・・・，Ｎ｝である。
【００５８】
マイクロプロセッサ２８２は、光電流信号２３３Ｃに以下の動作のうちの１つまたはそれを上回るもの、すなわち、増幅、アナログ・デジタル変換、低域通過フィルタリング、および復調を行うように構成され、かつそれを行うことが可能な回路を含んでもよい。例えば、マイクロプロセッサ２８２およびチャネル電子機器２３２は、それらのうちの少なくとも１つが、それらが受信する個別の信号に増幅、アナログ・デジタル変換、低域通過フィルタリング、および復調を行うように、相補的である。
【００５９】
一実施形態では、マイクロプロセッサ２８２は、受信機２３０と統合される。例えば、マイクロプロセッサ２８２および受信機２３０は、同一の回路基板上に位置してもよい。マイクロプロセッサ２８２は、次いで、スレーブである他のチャネル２３１を伴ってマスタとして機能する、チャネル２３１の中へ統合されてもよい。別の実施形態では、マイクロプロセッサ２８２は、受信機２３０から分離している。例えば、マイクロプロセッサ２８２および受信機２３０は、エンクロージャを共有する、またはマイクロプロセッサ２８２は、受信機２３０から離れた距離で別個のコンピュータ上に位置する。局在化システム２００は、通信可能に結合され、マイクロプロセッサ２８２およびメモリ２８４に対して独立して位置付け可能であり得る、１つを上回る受信機２３０を含んでもよい。
【００６０】
実施形態では、局在化システム２００は、測定された場所角度２１３Ｍ（１−Ｎ）としてメモリ２８４の中に記憶され得る、個別のエミッタ２１１（１−Ｎ）に対応する場所角度２１３（１−Ｎ）を測定する。測定された場所角度２１３Ｍ（１−Ｎ）は、個別の場所角度２１３（１−Ｎ）に対応する。局在化は、有線または無線通信を介して、角度２１３Ｍ等の局在化データ２０９をコントローラ２７０に出力するように構成されてもよい。コントローラ２７０は、例えば、イントラネットまたはインターネットであるコンピュータネットワーク２７２を介して、局在化データ２０９を受信するように、遠隔に位置してもよい。局在化システム２００はまた、コントローラ２７０から命令２７４を受信し、制御伝送機２６６を介して、エミッタ２１１も含むオブジェクト上の受信機２１７にそれらを伝送するように構成されてもよい。例えば、エミッタ２１１（Ｎ）は、受信機２１７を含んでもよく、車両１８４上のエミッタ１１１（１）の実施例である。代替として、受信機２１７は、車両１８４等のオブジェクトが、独立して位置付け可能である受信機２１７およびエミッタ２１１を含み得るように、エミッタ２１１と統合される（同梱される）必要はない。制御伝送機２６６および受信機２１７は、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）、セルラー（３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ｕ、ＮＢ−１、ＣＡＴ等）準拠デバイスであるが、例えば、本明細書の範囲から逸脱することなく、任意の無線伝送プロトコルであってもよい。
【００６１】
図３は、局在化システム３００の斜視図であり、図４は、断面図である。図３および４は、以下の説明で、ともに最良に視認される。図３は、ｘ−ｙ平面と、ｘ−ｚ平面と、ｙ−ｚ平面とを有する、座標系３９８を含む。本明細書では、ｘ、ｙ、およびｚ方向（または軸）ならびにそれから形成される平面の参照は、別様に規定されない限り、座標系３９８のものである。局在化システム３００は、局在化システム２００の実施例であり、チャネル３３１（１−３）と、チャネル電子機器４３２と、マイクロプロセッサ２８２と、メモリ４８４とを含む。
【００６２】
チャネル３３１（１−３）はそれぞれ、チャネル２３１の実施例であり、それぞれ、光検出器３３３（１−３）と、光学マスク３３４（１−３）と、レンズ３３５（１−３）とを含む。光検出器３３３、光学マスク３３４、およびレンズ３３５は、それぞれ、光検出器２３３、光学マスク２３４、およびレンズ２３５の実施例である。チャネル電子機器４３２は、チャネル電子機器２３２の実施例である。メモリ４８４は、メモリ２８４の実施例であり、マスク３３４のマスク性質３３４Ｐと、レンズ３３５のＣＲＡマッピング３３５Ｍとを含む。マスク性質３３４ＰおよびＣＲＡマッピング３３５Ｍは、それぞれ、マスク性質２３４ＰおよびＣＲＡマッピング２３５Ｍの実施例である。
【００６３】
チャネル３３１の相対位置は、局在化システム３００の機能性に影響を及ぼすことなく変化してもよい。例えば、チャネル３３１（１）は、チャネル３３１（２，３）の間にあってもよい、またはチャネル３３１（３）は、チャネル３３１（１，２）の間にあってもよい。
【００６４】
光学マスク３３４（１−３）は、ｘｍｉｎとｘｍａｘとの間でｘ方向へ領域に跨がり、距離（ｘｍａｘ−ｘｍｉｎ）は、例えば、そのいずれか一方も領域に跨がり得る、各光検出器３３３の幅３３３Ｗまたはレンズ３３５からの画像円に等しい。距離（ｘｍａｘ−ｘｍｉｎ）は、本明細書の範囲から逸脱することなく、幅３３３Ｗ未満またはそれを超えてもよい。各光学マスク３３４は、ｘ−ｚ平面と平行である、平面３９６と垂直であるｘ−ｙ平面と平行な平面内にある。レンズ３３５は、光学マスク３３４（１−３）の前にあり、平面３９６に直交する平面３９７内で同一平面上にある個別の光学軸３３５Ａ（１−３）を有する。図４の断面図は、平面３９６内で、または光学軸３３５Ａ（１）および３３５Ａ（３）のうちの１つを含む平面３９６と平行な平面内で、局在化システム３００の断面図を表す。
【００６５】
光学マスク３３４（１−３）はそれぞれ、オブジェクト３９１を含む領域中で重複する個別の視野を有する、局在化システム３００の個別のチャネル３３１（１−３）の一部である。オブジェクト３９１は、平面３９６に交差するエミッタ３１１をその上に有する。エミッタ３１１は、エミッタ２１１の実施例である。線３９５は、平面３９６内にあり、ｘ−ｙ平面と垂直である。線３９５は、例えば、光学マスク３３４（２）の前のレンズ３３５の光学軸３３５Ａと同一線上にある。光学マスク３３４（２）は、（勾配透過率を伴う）２平面吸収フィルタまたはｘ方向に変動する厚さを有する楔形の吸収フィルタであってもよい。チャネル３３１は、ｙ座標値の範囲３９４に跨がる。オブジェクト３９１およびエミッタ３１１は、例証目的のみのために、本範囲内で示され、本明細書の範囲から逸脱することなく、本範囲外であってもよい。
【００６６】
平面３９６では、エミッタ３１１は、光検出器３３３（２）からの距離３１１Ｄ、光検出器３３３を含む平面からの距離３１１ｚ、および平面３９７からの距離３１１ｘに位置する。距離３１１ｘおよび３１１ｚは、平面３９７に対する、または同等に光学軸３３５Ａ（２）に対する場所角度３１３を有する、エミッタ２１１に対応する。場所角度３１３は、角度２１３の実施例であり、本明細書では場所角度θとも称される。
【００６７】
チャネル３３１（１−３）は、ｙ方向に同一線上に配列される。例えば、チャネル３３１（１−３）は、各光学軸３３５Ａ（１−３）が平面３９７内にあるように、ｘ方向に中心整合される。そのような中心整合は、角度３１３を判定する際に視差誘発誤差を防止する。例えば、チャネル３３１（１）の光学軸３３５Ａ（１）が、平面３９７内にあるように、チャネル３３１が負のｙ方向に沿って平行移動された場合、エミッタ３１１と光学軸３３５Ａ（１）との間の角度は、チャネル３３１（１−２）がｘ方向に中心整合された場合のみ、前述の場所角度３１３に等しい。別の実施形態では、視差効果は、視差誤差を誘発するようにチャネルを意図的に配列することによって、測距推定器として使用される。
【００６８】
光検出器３３３は、ｙ方向に沿って中心間距離３３３Ｓによって分離される。距離３３３Ｓは、例えば、典型的距離３１１Ｄよりもはるかに小さい、１ミリメートル〜１０センチメートルである。
【００６９】
レンズ３３５は、焦点距離ｆを有し、個別の光学マスク３３４からの距離４３４Ｄに位置する。距離４３４Ｄは、例えば、焦点距離ｆ±Δに等しく、焦点ずれ距離Δは、ゼロに等しくてもよい。エミッタ２１１は、光学信号２１２の実施例である、光学信号３１２を発する。光学信号３１２は、主光線４１２（０）と、周辺光線４１２（±１）とを含み、そのレンズ３３５は、画像平面３３５Ｐ上に結像する。光線４１２は、スポットサイズ４２２Ｄを有する光学マスク３３４においてスポット４２２を形成する。スポットサイズ４２２Ｄは、半値全幅スポットサイズまたは１／ｅ２スポットサイズであってもよい。スポット４２２は、平面３９７に対して信号場所４９１ｘにおいて中心に置かれる。
【００７０】
画像平面３３５Ｐは、例えば、光学マスク３３４内に、その前面または後面に、もしくは光学マスク３３４と光検出器３３３との間にある。光学マスクは、修正された光学信号２１２Ｍの実施例である、修正された光学信号４１２Ｍとして光学信号３１２を透過させる。
【００７１】
いくつかの実施形態では、レンズ３３５が大きいスポット（例えば、回折限界に対する最小スポットサイズ）を生成すること、またはスポット４２２が設計によって大きいか、もしくは光学マスク３３４上のぼやけたスポットであるかのいずれかであるように、画像平面３３５Ｐが光学マスク３３４から変位される（｜Δ｜＞０）ことが有利である。レンズ３３５は、拡張した被写界深度、広いＦＯＶ、色収差制御、および／または熱制御のため等に、焦点ずれ不変性を可能にする大きい光学スポットを生じさせるように設計されてもよい。大きい光学スポットを形成する別の方法は、単純な焦点ずれを通すものである。
【００７２】
例えば、光学マスク３３４は、２値であり（透過がＴｍｉｎまたはＴｍａｘに等しい）、周期Λｘを伴ってｘ方向に周期的である、空間的に変動する透過率を有する。周期Λｘは、例えば、２５マイクロメートル〜５０マイクロメートルである。スポットサイズ４２２Ｄが周期Λｘ未満である場合には、光学マスク３３４は、光学信号３１２を完全に減衰させるか、または完全に透過させるかのいずれかであってもよく、処理ユニットを、修正された光学信号４１２Ｍからエミッタ３１１についての局在化情報の提供を判定することをできなくさせるであろう。そのようなシナリオを回避するために、レンズ３３５は、チャネル３３１の視野内の主光線角度χの周期Λｘと最小限に異なる、主光線角度χの関数としてスポットサイズを有する、画像平面３３５Ｐにおいてスポットを生成するように設計されてもよい。
【００７３】
実施形態では、レンズ３３５は、自由空間波長λ０＝１．０μｍにおいて、その回折限定スポットサイズ（エアリー円盤直径）が約１０マイクロメートルであるように、ｆ数Ｎ＝４を有する。レンズ３３５は、回折限界を超える最小直径を有するスポットに光を指向するように設計されてもよい。例えば、最小直径は、上記で説明される例示的範囲を伴って、周期Λｘに等しい。
【００７４】
主光線４１２（０）は、信号場所４９１ｘが（ｆ±Δ）ｔａｎ（χ）に等しいように、主光線角度（ＣＲＡ）χにおいて光学軸３３５Ａに交差する。信号場所４９１ｘは、図２の信号場所２９１の実施例である。実践では、主光線角度χは、図４で見られ得る、場所角度３１３（θ）にほぼ等しい。場所角度θが、
【化１】
2019504312.tif 000003
を満たす一方で、主光線角度χは、
【化２】
2019504312.tif 000004
を満たす。実践では、距離３１１ｘは、
【化３】
2019504312.tif 000005
であるように、信号場所４９１ｘをはるかに上回る。検出器３３３は、単一ピクセル検出器であってもよく、例えば、信号場所４９１ｘが５ミリメートル未満であるように、１／２ミリメートル〜１０ミリメートルの幅３３３Ｗを有する。対照的に、距離３１１ｘは、約数メートルであってもよい。
【００７５】
主光線角度χは、主光線角度χおよび信号場所４９１ｘに関するＣＲＡマッピング３３５Ｍを満たす。レンズ３３５が薄いレンズであるとき、ＣＲＡマッピング３３５Ｍは、
【化４】
2019504312.tif 000006
である。距離４３４Ｄは、公知であり、故に、信号場所４９１ｘを判定することは、主光線角度χ、故に、エミッタ３１１およびオブジェクト３９１の場所角度θの判定を可能にする。
【００７６】
本明細書の範囲から逸脱することなく、主光線角度χおよび信号場所４９１ｘは、例えば、レンズ３３５が複合レンズであるときに、
【化５】
2019504312.tif 000007
以外の関係を満たしてもよい。そのような場合において、主光線角度χと信号場所４９１ｘとの間の関数関係または数値的な１対１のマッピングは、当技術分野で公知であるレンズ設計ソフトウェアを使用して判定され、ＣＲＡマッピング３３５Ｍとして記憶されてもよい。例えば、レンズ３３５は、光線４１２が光学マスク３３４および光検出器３３３に到達するために十分な光学マスク３３４ならびに光検出器３３３の幅３３３Ｗ等の空間次元を減少させる、画像側テレセントリックレンズである。
【００７７】
図５は、光学マスク３３４（１−３）の個別の例示的透過関数３３４Ｔ（１−３）を示す、プロット５１０、５２０、および５３０を含む。光学マスク３３４は、例えば、成形プラスチックで形成される、または単一透過関数のための障害物がない開口部であってもよい。光学マスク３３４は、それらの透過関数３３４Ｔが搬送波周波数２１２Ｃに対応する波長において適用されるように、所定の場所に吸収染料を含んでもよい。吸収染料は、近赤外光を吸収し、例えば、９５０±２０ｎｍにおいてピーク吸収を有してもよい。光学マスク３３４（１−３）のうちのいずれかは、透過関数３３４Ｔ（１−３）がそれらの個別の測定された透過関数を表すように配列される、複数の不透明または透明ハーフトーン形状（ドット、多角形、線等）を有してもよい。そのような透過関数測定は、ハーフトーンが有効な空間透過勾配を生じさせるように、いくつかのハーフトーン形状に跨がる光学スポットを採用する。
【００７８】
透過関数３３４Ｔ（１−３）はそれぞれ、ｘ次元と平行な方向への正規化信号場所ｘｎｏｒｍの関数である。本明細書では、透過関数３３４Ｔ（１−３）はまた、それぞれ、Ｔ１（ｘｎｏｒｍ）、Ｔ２（ｘｎｏｒｍ）、およびＴ３（ｘｎｏｒｍ）、とも称される。透過関数３３４Ｔ（１−３）は、その任意の空間的変動が完全にｘ方向に沿っているように、ｙから独立し得る。２Ｄ検索が、ｘおよびｙ空間的変動を単離または判定するように行われてもよい。正規化信号場所ｘｎｏｒｍは、例えば、図３および４のｘｍｉｎとｘｍａｘとの間にある。
【００７９】
透過関数３３４Ｔ（１）は、例えば、１または０．９９である、ｘｍａｘ１に等しい、両方の方向ｘおよびｙに一様な透過を有する。透過関数３３４Ｔ（２）は、最大値Ｔｍａｘ２≦Ｔｍａｘ１および最小値Ｔｍｉｎ２＞０を有する。透過関数３３４Ｔ（３）は、最大値Ｔｍａｘ３≦Ｔｍａｘ１および最小値Ｔｍｉｎ３＞０を有する。最小透過Ｔｍｉｎ２およびＴｍｉｎ３は、例えば、０．２０である。透過関数３３４Ｔ（１−３）はそれぞれ、例えば、ルックアップテーブルとしてメモリ４８４の中に記憶され得る、マスク性質２３４Ｐの実施例である。
【００８０】
正規化信号場所ｘｎｏｒｍは、ｘ次元に沿って光学マスク３３４の幅に正規化される。修正された光学信号４１２Ｍに応答して、光検出器３３３（１−３）は、それからチャネル電子機器４３２が個別のチャネル信号４３１Ｓ（１−３）（図４）を生成する、それぞれ光電流信号２３３Ｃの実施例である、個別の光電流信号４３３Ｃ（１−３）を生成する。チャネル信号４３１Ｓ（１−３）は、チャネル信号２３１Ｓの実施例である。
【００８１】
チャネル信号４３１Ｓ（１−３）の振幅は、測定された信号振幅２４２としてメモリ２８４の中に記憶されてもよい。チャネル信号４３１Ｓ（１−３）の振幅は、エミッタ３１１からの信号をチャネル３３１に入射する周囲光と区別する、修正された光学信号４１２Ｍの単一変調周波数振幅２１２Ａ、例えば、振幅変調の周波数に対応してもよい。代替として、チャネル信号４３１Ｓ（１−３）の振幅は、個別の光電流信号４３３Ｃ（１−３）に比例し得る。
【００８２】
本明細書では、チャネル信号４３１Ｓ（１−３）はまた、それぞれ、Ｉ１、Ｉ２、およびＩ３によって表される。修正された光学信号４１２Ｍは、隣接する光検出器３３３の間の距離３３３Ｓが距離３１１Ｄと比較して小さいため、光検出器３３３を横断して一様と見なされることができる、光強度Ｐ０を有する。
【００８３】
チャネル信号Ｉ１、Ｉ２、およびＩ３は、方程式１に示されるように、光強度Ｐ０とそれらの個別の透過関数Ｔ１、Ｔ２、およびＴ３（ｍ＝１、２、または３）の積に比例する。
【数１】
2019504312.tif 000008
【００８４】
プロット５１０、５２０、および５３０はそれぞれ、図５の信号場所４９１ｘに対応する正規化信号場所５９１を表す。信号場所５９１の値、すなわち、０〜１のｘｎｏｒｍの値は、既知の透過関数Ｔ１、Ｔ２、およびＴ３を考慮して判定されてもよい。
【００８５】
チャネル３３１（１）は、Ｔ１（ｘｎｏｒｍ）＝Ｔｍａｘであるため、信号場所５９１から独立している光検出器３３３（１）によって生成されるチャネル信号Ｉ１を生成する。故に、自然に、チャネル信号Ｉ１である光検出器３３３（１）の応答は、信号場所４９１ｘについての場所を提供せず、故に、場所角度３１３についての場所を提供しない。
【００８６】
チャネル３３１（２）によって生成されるチャネル信号Ｉ２は、関数形式Ｔ２（ｘｎｏｒｍ）が把握されるため、信号場所４９１ｘの粗い推定値ｘ２を提供する。プロット５００（２）の実施例では、透過関数３３４Ｔ（２）（Ｔ２（ｘｎｏｒｍ））は、光学マスク３３４（２）のＴｍａｘ２およびＴｍｉｎ２が把握される、方程式２によって表される。
【数２】
2019504312.tif 000009
【００８７】
測定されたチャネル信号Ｉ１およびＩ２は、比α２＝Ｉ２／Ｉ１の値を提供する。比α２はまた、方程式１によってＩ２∝Ｔ２Ｐ０であるため、Ｔ２／Ｔ１に等しい。故に、チャネル３３１（２）では、信号場所５９１は、Ｔ２（ｘ２）＝α２Ｔｍａｘ１の透過値に対応する。故に、α２Ｔ１、または同等にα２Ｔｍａｘ１は、ｘｎｏｒｍの第１の推定値ｘ２が、方程式３に示されるように、既知の数量Ｔｍａｘ１、Ｔｍａｘ２、およびＴｍｉｎ２から判定されることができるように、方程式２の中のＴ２（ｘｎｏｒｍ）に代入されてもよい。スポット場所推定器２５２は、第１の推定値ｘ２を判定してもよい。
【数３】
2019504312.tif 000010
【００８８】
透過関数３３４Ｔ（２）は、図５および方程式２で線形として示されているが、本明細書の範囲から逸脱することなく、非線形であり得る。例えば、透過関数３３４Ｔ（２）は、曲線５２２および５２４等のｘｎｏｒｍの単調に増加または単調に減少する関数であってもよい。透過関数３３４Ｔ（２）の上記の実施例はそれぞれ、ＴｍｉｎとＴｍａｘとの間の各透過値がｘｎｏｒｍの唯一の値に対応するように、１対１の関数（数学用語を使用すると、「単射」または「厳密に単調な」関数の別名でも知られる）である。厳密に単調な関数は、厳密に増加しているか、または厳密に減少しているかのいずれかであり得る。数学的に、プロット５２０に示されるような透過関数３３４Ｔ（２）は、増加する、または一定のままであるのではなく、常に減少しているため、増加するｘｎｏｒｍの厳密に減少する関数である。透過関数３３４Ｔ（２）の単射または厳密に単調な性質は、測定された光電流信号４３３Ｃ（２）（Ｉ２としても表される）が信号場所５９１の推定値として１つ（唯一の）ｘ２値を識別することを可能にする。本明細書では、（例えば、厳密に増加するまたは厳密に減少する）単射（厳密に単調な）透過関数を伴う光学マスクは、低速変動光学マスクと呼ばれる。
【００８９】
光学マスク３３４（２）の異なる実施形態は、プロット５２０に示される透過関数３３４Ｔ（２）に類似する、同一の測定された透過関数を有してもよい。第１の実施形態では、光学マスク３３４（２）は、真の勾配透過関数を有する。第２の実施形態では、光学マスク３３４（２）は、ハーフトーンマスクである。第３の実施形態では、光学マスク３３４（２）は、その透過がステップ幅よりも広い幅を有する光学ビームを用いて測定されるときに、その測定された透過関数が透過関数３３４Ｔ（２）に近似する、またはそれと区別不可能であるように、透過関数３３４Ｔ（２）の段階的近似値と同等の複数のグレーレベルを有する。光学マスク３３４（２）の段階的近似値は、例えば、ｘｎｏｒｍ軸と平行な方向に光学マスク３３４（２）の「左半分」または「右半分」をそれぞれ示す、２つの透過値０．７５および０．２５を有するように、１つのステップのみを有してもよい。
【００９０】
ｘ２の正確度は、比α２＝Ｉ２／Ｉ１として、部分的にチャネル信号Ｉ２の不確実性ΔＩ２に依存する。比α２はまた、Ｔ２／Ｔ１にも等しいため、本不確実性は、プロット５２０で表されてもよい。不確実性ΔＩ２は、ｘ２の不確実性Δｘ２に対応し、その規模は、方程式４に示されるように、Ｔ２（ｘｎｏｒｍ）の傾斜
【化６】
2019504312.tif 000011
によって判定される。
【数４】
2019504312.tif 000012
【００９１】
不確実性Δｘ２は、（Ｔｍａｘ２−Ｔｍｉｎ２）を増加させることによって低減されることができる。しかしながら、Ｔｍｉｎがゼロに接近すると、そのように減衰される修正された光学信号４１２Ｍの測定は、ΔＩ２が増加し、故に、不確実性Δｘ２に下限を加えるように、より雑音が多くなる。
【００９２】
不確実性Δｘ２は、（Ｔｍａｘ２−Ｔｍｉｎ２）よりも大きい傾斜を有する光学マスクを有するチャネルを用いて光強度Ｐ０を検出して低減されてもよい。例えば、本実施例では周期的である、透過関数３３４Ｔ（３）またはＴ３（ｘｎｏｒｍ）を有する、光学マスク３３４（３）を有するチャネル３３１（３）である。透過関数３３４Ｔ（３）は、ｙの連続関数、例えば、シヌソイド関数、またはｙの不連続関数、例えば、周期関数（例えば、方形波関数）の符号関数、三角関数、または鋸歯関数であってもよい。
【００９３】
光検出器３３３（３）によって生成されるチャネル信号Ｉ３は、関数形式Ｔ３（ｘｎｏｒｍ）が把握されるため、信号場所４９１ｘの精緻化された推定値ｘ３を提供する。例えば、Ｔ３（ｘｎｏｒｍ）は、プロット５２０が、光検出器幅３３３ＷであるＷｘによって除算された周期Λｘを図示する、方程式５によって表されてもよい。
【数５】
2019504312.tif 000013
【００９４】
チャネル信号Ｉ１およびＩ３は、比α３＝Ｉ３／Ｉ１の値を提供する。比α３はまた、方程式１によってＩ３∝Ｔ３Ｐ０であるため、Ｔ３／Ｔ１に等しい。故に、チャネル３３１（２）では、信号場所５９１は、プロット５３０の実施例では、Ｔ３（ｘｎｏｒｍ）がシヌソイド関数であるため、プロット５３０で垂直鎖線によって表される、いくつかの候補場所５３２において満たされる、Ｔ３（ｘｎｏｒｍ）＝α３Ｔｍａｘの透過値に対応する。１つの場所５３２は、各チャネル３３１（１−３）上で同一の値を有する、信号場所５９１に対応する。故に、「正しい」候補場所５３２は、プロット５３０で正規化場所５３２（１１）によって表される、チャネル３３１（２）について判定される場所ｘ２に最も近いものである。正規化場所５３２（１１）は、信号場所５９１の精緻化された推定値と見なされてもよく、その後、精緻化された推定値５３２（１１）または精緻化された推定値ｘ３とも称される。スポット場所推定器２５２は、精緻化された推定値５３２（１１）を判定してもよい。
【００９５】
透過関数３３４Ｔ（３）は、本明細書の範囲から逸脱することなく、三角波形等の非シヌソイド周期関数であってもよい。透過関数３３４Ｔ（３）はまた、本明細書の範囲から逸脱することなく、準周期関数または局所的周期関数等の非単射かつ非周期関数であってもよい。方程式５のＴ３（ｘｎｏｒｍ）は、周期Λｘがｘｎｏｒｍの関数、すなわち、Λｘ＝Λｘ（ｘｎｏｒｍ）であることを規定することによって、局所的周期関数を表すように一般化されることができる。
【００９６】
実施形態では、局在化システム３００は、周期Λｘ／Ｗｘの個別の部分によって偏移されることを除いて、透過関数３３４Ｔ（３）と同じ個別の周期透過関数を有する、個別の光学マスク３３４とともに付加的チャネル３３１を含む。透過関数５３４Ｔは、そのような透過関数を図示する。局在化システム３００のそのような実施形態は、個別の位相偏移が６０°、１２０°、および１８０°である、位相偏移バージョンの透過関数３３４Ｔ（３）である個別の透過関数５３４Ｔとともに、以降では「位相偏移チャネル」である、３つのチャネル３３１を含んでもよい。局在化システム３００のそのような実施形態は、個別の位相偏移が９０°である、位相偏移バージョンの透過関数３３４Ｔ（３）である個別の透過関数５３４Ｔとともに、２つの位相偏移チャネル３３１を含んでもよい。
【００９７】
そのような位相偏移チャネルはそれぞれ、精緻化された推定値ｘ３がより多くの候補から判定され、精緻化された推定値ｘ３がより少ない候補場所５３２を用いるよりも粗い推定値ｘ３に近づくことを可能にするように、候補場所５３２の付加的セットを提供する。位相偏移チャネルの第２の利益は、候補場所５３２が、方程式４によって図示されるような大きな不確実性をもたらす、ゼロまたは非常に小さい傾斜を有する透過関数３３４Ｔ（３）の領域にある、またはその近傍にあるときに明白となる。位相偏移透過関数（例えば、関数５３４Ｔ）は、高傾斜領域中に候補場所を有し、故に、低い不確実性を伴う精緻化された推定値を提供する。
【００９８】
前述は、局在化システムがエミッタ３１１について平面３９６内の場所角度３１３を判定するように動作し得る方法を説明する。局在化システム３００はまた、局在化システム３００がエミッタ３１１について平面３９６と直交する平面３９７内の第２の場所角度を判定することを可能にする、付加的チャネルｓ３３１’（２）および３３１’（３）を含んでもよい。チャネル３３１’（３）とチャネル３３１（１）との間の距離３３３Ｓ’は、正確な縮尺ではなく、例えば、距離３３３Ｓに等しい。チャネル３３１’（２）および３３１’（３）は、チャネル３３１（１）と同一線上であり、それと平行な平面内にある。例えば、チャネル３３１（１）、３３１’（２）、および３３１’（３）は、ｙ方向に沿って中心整合され、平面３９６と平行な平面内で同一平面上にある個別の光学軸を伴うレンズ３３５を有する。チャネル３３１’（２）および３３１’（３）は、チャネル３３１（２）および３３１（３）と同等であるが、それらの透過がｘ次元に沿って変動するように、光学マスク３３４（２）および３３４（３）に対して９０度だけ個別の光学マスク３３４’（２）および３３４’（３）を回転させる。チャネル３３１（１）、３３１’（２）、および３３１’（３）は、局在化システムが平面３９７と平行な平面内でエミッタ３１１の第２の角度場所を判定することを可能にするであろう。
【００９９】
図６は、オブジェクトの局在化パラメータを判定するための方法６００を図示する、フローチャートである。方法６００は、例えば、ソフトウェア２５０のコンピュータ可読命令を実行する局在化システム２００によって実装される。局在化パラメータは、長方形座標系に対する各位置（ｘ、ｙ、ｚ）と、球面座標系（半径方向距離ｒ、方位角θ、および極角ψ）と、座標系に対する回転配向、すなわち、ピッチ、ヨー、およびロールを示すオイラー角とを含む。角度２１３Ｍは、方位角θおよび極角ψのいずれかであってもよい。局在化パラメータは、例えば、測定された場所角度２１３Ｍ等の角度場所である。局在化パラメータは、例えば、測距用途において、オブジェクトとオブジェクトから伝搬する電磁信号を検出する受信機との間の距離であってもよい。
【０１００】
ステップ６１０では、方法６００は、オブジェクトから光学信号の第１の部分を検出する。ステップ６１０の実施例では、光学信号３１２の第１の部分は、検出器３３３（１）に向かって第１の部分を指向するレンズ３３５（１）に入射する。
【０１０１】
ステップ６１０は、随意に、ステップ６１２を含む。ステップ６１２では、方法６００は、第１の部分を検出し、第１の部分は、第２の光学マスクの最大透過率に等しい、またはそれを超える一様な透過率を有する、一様な光学マスクを通して伝搬している。ステップ６１２の実施例では、レンズ３３５（１）は、第１の部分が検出器３３３（１）によって検出される前に光学マスク３３４（１）を通って伝搬するように、光学マスク３３４（１）に向かって第１の部分を指向する。
【０１０２】
ステップ６１５では、方法６００は、検出された第１の部分の第１の信号振幅を判定する。ステップ６１５の実施例では、チャネル電子機器４３２は、光電流信号４３３Ｃからチャネル信号４３１Ｓ（１）を生成し、チャネル信号４３１Ｓ（１）の振幅は、第１の信号振幅の実施例である。
【０１０３】
ステップ６２０では、方法６００は、空間次元ｘのｘ範囲内で厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する、低速変動光学マスクを通して透過される光学信号の第２の部分を検出する。ステップ６２０の実施例では、光学信号３１２の第２の部分は、光学マスク３３４（２）に向かって第２の部分を指向する、レンズ３３５（２）に入射する。
【０１０４】
ステップ６２５では、方法６００は、低速変動光学マスクを通して透過される、検出された第２の部分の第２の信号振幅を判定する。ステップ６２５の実施例では、チャネル電子機器４３２は、光電流信号４３３Ｃからチャネル信号４３１Ｓ（２）を生成し、チャネル信号４３１Ｓ（２）の振幅は、第２の信号振幅の実施例である。
【０１０５】
ステップ６３０では、方法６００は、ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する、高速変動光学マスクを通して透過される光学信号の第３の部分を検出する。ステップ６３０の実施例では、光学信号３１２の第３の部分は、光学マスク３３４（３）に向かって第３の部分を指向する、レンズ３３５（３）に入射する。
【０１０６】
ステップ６３５では、方法６００は、高速変動光学マスクを通して透過される、検出された第３の部分の第３の信号振幅を判定する。ステップ６３５の実施例では、チャネル電子機器４３２は、光電流信号４３３Ｃからチャネル信号４３１Ｓ（３）を生成し、チャネル信号４３１Ｓ（３）の振幅は、第３の信号振幅の実施例である。
【０１０７】
ステップ６４０では、方法６００は、ｘ範囲内で、第１の信号振幅によって除算された第２の信号振幅に等しい透過率を有する、低速変動光学マスク上の場所に対応する、粗い推定場所ｘ２を判定する。ステップ６４０の実施例では、スポット場所推定器２５２は、マスク性質３３４Ｐを使用して、光学マスク３３４（２）（図３）上の場所ｘ２を判定する（プロット５２０、図５）。
【０１０８】
ステップ６５０では、方法６００は、ｘ範囲内で、第１の信号振幅によって除算された第３の信号振幅に等しい透過率を有する、高速変動光学マスク上の場所に対応する、複数の候補場所｛ｘ３，１，ｘ３，２，ｘ３，３，…，ｘ３，ｎ｝を判定する。ステップ６５０の実施例では、スポット場所推定器２５２は、光学マスク３３４（３）（図３）上の候補場所５３２を判定する（プロット５３０、図５）。
【０１０９】
ステップ６６０では、方法６００は、粗い推定場所ｘ２に最も近い、複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定する。ステップ６６０の実施例では、スポット場所推定器２５２は、正規化場所５３２から、粗い推定場所ｘ２に最も近いものとして正規化場所５３２（１１）を判定する（プロット５２０、図５）。
【０１１０】
ステップ６７０では、方法６００は、精緻化された推定場所に基づいて、空間次元ｘと垂直であり、マスクに交差する平面に対するオブジェクトの角度を判定する。ステップ６７０の実施例では、位置・角度変換器２５４は、ｘ−ｙ平面と垂直である平面３９７に対するオブジェクト３９１の場所角度３１３の測定である、測定された場所角度２１３Ｍを判定する。
【０１１１】
ステップ６１０に導入される光学信号は、変調された光学信号、変調周波数、および対応する周波数ドメイン振幅であってもよい。そのような事例において、方法ステップ６１５、６２５、および６３５は、図７に示されるステップ７１０、７２０、および７３０を実装してもよい。ステップ７１０、７２０、および７３０は、例えば、ソフトウェア２５０のコンピュータ可読命令を実行する局在化システム２００によって、または図３３に示されるように、ソフトウェア２０５０のコンピュータ可読命令を実行する局在化システム３３００によって、実装される。本明細書では、指数ｍ１、ｍ２、およびｍ３はそれぞれ、チャネル２３１（１−Ｍ）のうちの異なるものを表し、すなわち、ｍ１，２，３∈［１，２，…，Ｍ］である。指数ｎ１は、エミッタ２１１（１−Ｎ）のうちの１つを表し、すなわち、ｎ１∈［１，２，…，Ｎ］である。
【０１１２】
ステップ７１０では、方法６００は、ベースバンド信号を生じさせるように、検出された部分を復調させる。ステップ７１０の第１の実施例では、チャネル２３１（ｍ１）は、エミッタ２１１（１−Ｎ）から光学信号２１２（ｎ１）を検出する。光学信号２１２（ｎ１）は、図２の変調周波数２１２Ｆ（ｎ１）において変調される。チャネル電子機器２３２（ｍ１）は、変調周波数２１２Ｆ（ｎ１）に対応する測定された変調周波数振幅２４２（ｎ１，ｍ１）を有するチャネル信号２３１Ｓ（ｍ１）を生じさせるように、光学信号２１２（ｎ１）を復調させる。ステップ７１０の第２の実施例では、チャネル２３１（ｍ２）は、エミッタ２１１（１−Ｎ）から信号２１２を検出する。チャネル電子機器２３２（ｍ２）は、変調周波数２１２Ｆ（ｎ１）に対応する測定された変調周波数振幅２４２（ｎ１，ｍ２）を有するチャネル信号２３１Ｓ（ｍ２）を生じさせるように、光学信号２１２（ｎ１）を復調させる。ステップ７１０の第３の実施例では、チャネル２３１（ｍ３）は、エミッタ２１１（１−Ｎ）から信号２１２（ｎ１）を検出する。チャネル電子機器２３２（ｍ３）は、変調周波数２１２Ｆ（ｎ１）に対応する測定された変調周波数振幅２４２（ｎ１，ｍ３）を有するチャネル信号２３１Ｓ（ｍ３）を生じさせるように、光学信号２１２（ｎ１）を復調させる。
【０１１３】
ステップ７２０では、方法６００は、ベースバンド信号の周波数ドメイン表現を生成する。ステップ７２０の実施例では、周波数ドメイン分析器２５６は、個別のチャネル信号２３１Ｓ（ｍ１）、２３１Ｓ（ｍ２）、および２３１Ｓ（ｍ３）の第１、第２、ならびに第３の周波数ドメイン表現を生成する。
【０１１４】
ステップ７３０は、局在化システム２００が変調された光学信号を発するオブジェクトの角度位置を見出すように実装し得る、方法６００の随意の部分である。角度位置は、ステップ７１０のベースバンド信号が、例えば、閉塞１８８によって破損されない限り、正確である。
【０１１５】
ステップ７３０では、方法６００は、信号振幅として、変調周波数に対応する周波数ドメイン表現の周波数ドメイン振幅を判定する。ステップ７３０の実施例では、周波数ドメイン分析器２５６は、個別の第１、第２、および第３の信号振幅として、測定された変調周波数振幅２４２（ｎ１，ｍ１）、２４２（ｎ１，ｍ２）、および２４２（ｎ１，ｍ３）を判定する。
【０１１６】
ステップ７３０は、方法６００が、ベースバンド信号が破損されているかどうかを判定する、ステップ７３２を含んでもよい。ステップ７３０はまた、方法６００が破損した測定を削除する、ステップ７３４を含んでもよい。図８−１０は、ステップ７３２および７３４の実施例を図示する、例示的な破損した信号およびそれから処理される信号を示す。
【０１１７】
図８は、後者が破損ベースバンド信号の実施例である、チャネル信号８３１Ｓ（１）および８３１Ｓ（２）に対応する、測定された電圧の時系列プロット８００である。チャネル信号８３１Ｓは両方とも、局在化システム２００のチャネル電子機器２３２によって生成されるチャネル信号２３１Ｓの実施例である。チャネル信号８３１Ｓは、同一の変調周期８１２Ｔと、変調周波数２１２Ｆの実施例である、対応する変調周波数８１２Ｆとを有する。
【０１１８】
チャネル信号８３１Ｓ（１）および８３１Ｓ（２）は、変調された光学信号２１２に応答して、それぞれ、局在化システム２００のチャネル２３１（１）および２３２（２）によって生成される。変調された光学信号２１２は、例えば、図１のエミッタ１１１（２）によって生成される、変調された光学信号１１２（２）である。明確にするために、プロット８００は、ＤＣバイアスが除去された正規化としてチャネル信号８３１Ｓを表示する。故に、プロット８００は、図１のチャネル２３１（１，２）のそれらの個別の光学マスク２３４（１，２）によって引き起こされるチャネル信号８３１Ｓ（１，２）の信号振幅のいかなる差も図示しない。
【０１１９】
プロット８００は、時間周期８０２を指定し、その間に、図１の閉塞１８８は、エミッタ１１１（２）と受信機１３０（２）との間にあり、チャネル信号８３１Ｓ（２）がチャネル信号８３１Ｓ（１）から逸脱する。時間周期８０２中のチャネル信号８３１Ｓ（１）からのチャネル信号８３１Ｓ（２）の逸脱は、図１の破損した信号１１２Ｃの検出の実施例である。
【０１２０】
ステップ７３２の第１の実施例では、信号評価器２６０は、所定の値から逸脱するその特徴を検出することによって、チャネル信号８３１Ｓ（２）が破損していることを判定する。例えば、時間周期８０２中に、チャネル信号８３１Ｓ（２）の（例えば、いくつかの周期にわたる）時間平均値および振幅は両方とも、先行時間における個別の時間平均値および振幅と異なる。
【０１２１】
本実施例では、閉塞１８８は、粉塵または埃等の空中浮遊粒子状物質である。プロット８００の破損した信号８３１Ｓ（２）は、実際の粉塵／埃に起因するが、破損した信号８３１Ｓ（２）に類似する破損した信号はまた、他のタイプの電気または天候事象、伝送機とコード化受信機との間の極端な運動、不要な短時間反射または幻惑材、ならびに伝送機の故障がある場合に、澄んだ空気系の中で生じ得る。車両または高送電面積等の雑音が多い電気的環境もまた、澄んだ空気の類似変化を誘発し得る。高電圧過渡電流は、ディーゼルまたはガソリンおよび電動車両、航空機、ボート、ならびに多数の工業用切替システム等の中継切替システムの中で頻繁に生じる。典型的蛍光照明は、光学および電気干渉の両方を生成し、屋内では一般的である。白熱照明は、通常の５０Ｈｚおよび６０Ｈｚ雑音を生成する。これらの雑音源の全ては、潜在的に局在化システム２００を破損し得、種々の処理アプローチを使用して軽減される。
【０１２２】
図９は、測定された変調周波数振幅への空中浮遊粉塵および埃の影響を示す、プロット８００の周波数ドメイン類似物である、時系列プロット９００を図示する。時系列プロット９００は、局在化システム２００の個別のチャネル２３１（ｍ１）および２３１（ｍ２）によって検出されるような、エミッタ２１１（ｎ１）によって発せられる光学信号２１２（ｎ１）の検出に対応する、測定されたＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）および９４２（ｎ１，ｍ２）を含む。ＳＴＦＴ振幅９４２は、測定された信号振幅２４２の実施例である。プロット９００は、それにわたってＳＴＦＴ振幅９４２が時間ｔ１における周波数ドメイン振幅を判定するように平均され得る、時間ｔ１を含む、時間間隔９６４を含む。時間間隔９６４は、時間間隔２６４の実施例である。
【０１２３】
本実施例では、光学信号２１２（ｎ１）は、変調周波数２１２（ｎ１）を有する。チャネル２３１（ｍ１）および２３１（ｍ２）は、個別のチャネル信号２３１Ｓ（ｍ１）および２３１Ｓ（ｍ２）を生成する。ＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）および９４２（ｎ１，ｍ２）は、時間窓９１０中の変調周波数２１２Ｆ（ｎ１）に対応する、それぞれ、チャネル信号２３１Ｓ（ｍ１）および２３１Ｓ（ｍ２）のＳＴＦＴ振幅である。ＳＴＦＴは、１ミリ秒の滞留時間（窓幅）を有し、その間に、チャネル信号２３１Ｓ（ｍ１，２）が、２５０ｋＨｚサンプルレートに対応する、２５０倍にサンプリングされた。サンプルレートは、本明細書の範囲から逸脱することなく、例えば、最大１．０ＭＨｚであり、２５０ｋＨｚを上回る、または２５０ｋＨｚ未満であり得る。
【０１２４】
時間窓９１０は、下位間隔９１２を含み、その間に、エミッタ２１１（ｎ１）と各チャネル２３１（ｍ１）および２３１（ｍ２）との間の空中浮遊粒子状物質（例えば、粉塵および／または埃）は、下位間隔９１２外であるときに、その振幅に対して雑音が多いＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）および９４２（ｎ１，ｍ２）をもたらす。空中浮遊粒子状物質は、閉塞１８８の実施例である。プロット９００に示されるように、空中浮遊粒子状物質は、ＳＴＦＴ振幅９４２を低減させるか、または増幅するかのいずれかであり得る。出願者は、そのような増幅が直射日光の存在下で粒子状物質の「レンズ」または鏡効果によって引き起こされる可能性が高いことを主張する。類似レンズおよび鏡効果は、１つのエミッタ２１１と１つのチャネル２３１との間に雨滴を伴って見られる。
【０１２５】
随意のステップ７３２では、方法６００は、ベースバンド信号が破損されているかどうかを判定する。ステップ７３２の第２の実施例は、エミッタ２１１（ｎ１）の例示的ＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）を伴う。本実施例では、信号評価器２６０は、下位間隔９１２中に、そのＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）が所定の範囲９２１を超える変動９５１を有するため、エミッタ２１１（ｎ１）に対応するチャネル信号２３１Ｓ（ｍ１）の成分が破損していることを判定する。所定の範囲９２１は、例えば、下位間隔９１２外のＳＴＦＴ振幅９４２の変動を上回る。
【０１２６】
閉塞１８８は、測定されたＳＴＦＴ振幅９４２の値を歪ませ、エミッタ２１１（ｎ１）の不正確な局在化をもたらす。ＳＴＦＴ振幅９４２は、随意に、第１、第２、および第３の信号振幅を判定するために方法６００の実施形態で使用される、ステップ７３０で判定される周波数ドメイン振幅の実施例である。方法６００は、図３の平面３９７に対するオブジェクト３９１の場所角度３１３等のオブジェクトの角度配向を判定するために、第１、第２、および第３の信号振幅を使用する。したがって、閉塞１８８の存在下のＳＴＦＴ振幅９４２の正確な判定は、局在化システム２００が変調された信号２１２を発するエミッタ２１１の場所を正確に特定するために不可欠である。
【０１２７】
ステップ７３２の第３の実施例は、図１０Ａおよび１０Ｂに示され、信号評価器２６０によって生成される、予測誤差１０１０および１０２０を伴う。予測誤差１０１０および１０２０は、それぞれ、ＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）および９４２（ｎ１，ｍ２）に対応する。予測誤差１０１０および１０２０は、個別の線形予測係数を伴う個別のＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）および９４２（ｎ１，ｍ２）を畳み込むことに起因する。ＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）および９４２（ｎ１，ｍ２）は、変調周波数２１２Ｆ（ｎ１）に対応する、それぞれ、チャネル信号２３１Ｓ（ｍ１）および２３１Ｓ（ｍ２）（図２）のＳＴＦＴ振幅であることを想起されたい。予測誤差１０１０および１０２０の異常値は、個別のＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）および９４２（ｎ１，ｍ２）におけるスパイクと大まかに相関性がある。
【０１２８】
予測誤差１０１０および１０２０は、異なる受信チャネルに対応し、本質的に相関性がない。予測誤差１０１０および１０２０の相関は、誤差源に依存する。誤差が透過側現象または全てのチャネル２３１に影響を及ぼすシステム全体の問題、例えば、雲が太陽を突然遮断することによって誘発される場合には、全てのチャネル２３１が類似誤差を受けるはずであり、予測誤差が相関される。センサカバーガラスから数ミリメートル離れた１つの開口の前のみに落ちる埃または雨滴等の受信機２３０のより近くで起こる事象は、１つのチャネル２３１のみに影響を及ぼし、無相関の予測誤差をもたらし得る。
【０１２９】
ステップ７３２の本実施例では、それらの個別の予測誤差が、図１０Ａおよび１０Ｂの両方で図示されるように、本実施例では０．０５に等しい閾値１０２１を超えるため、信号評価器２６０は、チャネル信号２３１Ｓ（ｍ１）および２３１Ｓ（ｍ２）が破損していることを判定する。局在化システム２００の実施形態では、信号評価器２６０は、リアルタイムで線形予測係数を計算し、個別の予測誤差が図１０Ａおよび１０Ｂの閾値１０２１を超えるときにチャネル信号２３１Ｓ（ｍ１）および２３１Ｓ（ｍ２）が破損していることを判定する。信号評価器２６０は、例えば、二乗平均平方根または当技術分野で公知である他の予測因子を使用して、線形予測因子を実行する。
【０１３０】
ステップ７３０の随意のステップ７３４では、方法６００は、破損した測定を削除する。ステップ７３４の実施例では、信号調節器２５８は、閾値１０２１（図１０）を超える予測誤差１０１０および１０２０に対応するＳＴＦＴ振幅９４２（図９）を削除する。
【０１３１】
図１１Ａおよび１１Ｂは、図１０Ａの予測誤差１０１０によって明らかにされる破損したデータの削除に起因する、ＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）の信号対雑音比（ＳＮＲ）の改良を図示するプロットである。図１１Ａは、ＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）の重複しない５０ミリ秒時間間隔（τＡ＝５０ｍｓ）にわたってそれぞれ計算される、補正されていないＳＮＲ時系列１１１１および補正されたＳＮＲ時系列１１１２を示す。図１１Ｂは、ＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）の重複しない２５０ミリ秒時間間隔（τＢ＝２５０ｍｓ）にわたってそれぞれ計算される、補正されていないＳＮＲ時系列１１２１および補正されたＳＮＲ時系列１１２２を示す。時間間隔τＡおよびτＢはそれぞれ、図９に示される時間間隔９６４の実施例である。ＳＮＲモニタ２６２は、時系列１１１１、１１１２、１１２１、および１１２２を生成し得る。
【０１３２】
時間間隔τＡおよびτＢは、個別の更新率ＲＡ＝１／τＡおよびＲＢ＝１／τＢに対応する。故に、図１１Ｂの時系列はそれぞれ、図１１Ａのものと比較して、より低い更新率を有する。
【０１３３】
補正されていないＳＮＲ時系列１１１１および１１２１は、ＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）の全ての値を使用して計算された。補正されたＳＮＲ時系列１１１２および１１２２は、閾値１０２１を超えない予測誤差を伴うＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）のみを使用して計算された。図１１Ａに示されるように、補正されていないＳＮＲ時系列１１１１は、約０から約１００の最大値に及ぶ。補正されたＳＮＲ時系列１１１２は、約１４０の最小値から１，０００を超える最大値に及ぶ。天候事象がない場合、すなわち、澄んだ空気である場合、補正されていないおよび補正されたＳＮＲ時系列１１１１ならびに１１１２は、ほぼ一定であろう。データの補正は、ＳＮＲの有意な増加、例えば、増加した最小ＳＮＲを生じさせる。最小ＳＮＲは、局在化システム２００の性能のための基準として使用されてもよい。例えば、図１１Ａは、例えば、２００に等しい、ＳＮＲ１１３０として最小ＳＮＲ１１３０を表す。
【０１３４】
図１１Ｂでは、補正されていないＳＮＲ時系列１１２１は、約０から約１００の最大値に及ぶ。閉塞事象が、補正されていないＳＮＲ時系列１１２１がほぼ１桁だけ減少する、４秒〜１９秒の間で明確に見られる。補正されたＳＮＲ時系列１１２２は、約４００の最小から５，０００を超える最大値に及ぶ。時間間隔２６４を増加させることは、補正されたデータの最小ＳＮＲを時間増加倍数のほぼ平方根だけ増加させる。ＳＮＲ時系列１１１２および１１２２の時間増加倍数は、ＳＮＲ時系列１１１１に対するＳＮＲ時系列１１１２の個別の最小値の比が約
【化７】
2019504312.tif 000014
となるべきであるように、５である。補正されたＳＮＲ時系列１１２２の最小値
【化８】
2019504312.tif 000015
は、補正されたＳＮＲ時系列１１１２の最小値
【化９】
2019504312.tif 000016
の約２．９倍である。
【０１３５】
ステップ７３０は、ステップ７３６および７３８を含んでもよい。ステップ７３６では、方法６００は、信号振幅として、時間間隔内の短時間フーリエ変換振幅の平均を判定する。ステップ７３６の実施例では、周波数ドメイン分析器２５６は、時間間隔９６４内のＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）の平均を判定する。
【０１３６】
随意のステップ７３８では、方法６００は、判定されたＳＴＦＴ短時間フーリエ変換振幅の信号対雑音比に従って、時間間隔を調節する。ステップ７３８の実施例では、ステップ７３６の時間間隔は、図１１ＡのτＡである。ステップ７３８の本実施例では、ＳＮＲモニタ２６２は、ＳＮＲ時系列１１１２の最小値がＳＮＲ１１３０等の所定の閾値を下回るため、τＡからτＢまで時間間隔２６４を増加させる。
【０１３７】
方法６００は、増加した信号対雑音比を伴って信号振幅を生じさせるように、ステップ７３８後にステップ７３６を繰り返してもよい。増加した時間間隔は、ＳＮＲ時系列１１２２をＳＮＲ時系列１１１２と比較することによって示されるように、信号振幅、すなわち、より高いＳＮＲを有する時間間隔９６４内のＳＴＦＴ振幅９４２（ｎ１，ｍ１）の平均をもたらす。時間間隔２６４の実施例である、時間間隔９６４を増加させることは、その更新率を減少させながら、局在化システム２００によって生成される測定された場所角度２１３Ｍの正確度を維持する。
【０１３８】
図１２は、エミッタ２１１が関連付けられる変調周波数２１２Ｆを伴って個別の変調された光学信号２１２を発することに応答して、チャネル２３１（ｍ）によって生成される破損したベースバンド信号１２３１Ｓ（ｍ）のプロット１２０１である。信号１２３１Ｓ（ｍ）は、それらが両方とも雑音を含むことにより、チャネル信号８３１Ｓ（２）に類似する。ベースバンド信号１２３１Ｓの破損は、図８のチャネル信号８３１Ｓ（２）の破損に類似する。変調周波数２１２Ｆは、エミッタ２１１（ｎ１）に対応する変調周波数２１２Ｆ（ｎ１）を含む。破損したベースバンド信号１２３１Ｓ（ｎ）は、持続時間１２１２に及び、同様に雑音によって破損されるチャネル信号８３１Ｓ（２）等のチャネル信号２３１Ｓの実施例である。ベースバンド信号１２３１Ｓは、周波数ドメイン振幅を破損したベースバンド信号１２３１Ｓの周波数ドメイン表現にそれぞれ寄与する、雑音成分１２０４を含む。破損したベースバンド信号１２３１Ｓは、変調周波数２１２Ｆ（ｎ１）に対応する、測定された周波数ドメインを有する。本周波数ドメイン振幅の時間変動は、図９の下位間隔９１２中のＳＴＦＴ振幅９４２のものに類似する。
【０１３９】
持続時間１２１２は、重複し得る複数の間隔１２６４（１，２，…Ｑ）を含む。間隔１２６４は、図２に示される、局在化システム２００の時間間隔２６４の実施例である。各間隔１２６４の持続時間は、変調周波数２１２Ｆのうちの最も小さいものの逆数に対応する、ベースバンド信号１２３１Ｓの最大変調周期Ｔ１２３１Ｓを超える。例えば、各間隔１２６４は、持続時間２５０・Ｔ１２３１Ｓを有する。図１３は、個別の間隔１２６４（１，２，…Ｑ）に対応する、複数のＳＴＦＴ振幅推定値１３４２Ｅ（１，２，…Ｑ）を図示する。ＳＴＦＴ振幅推定値１３４２Ｅは、変調周波数２１２Ｆ（ｎ１）に対応する。ＳＴＦＴ振幅推定値１３４２Ｅは、図１４に図示される、最小値Ａ１および最大値Ａ２０を有する。
【０１４０】
図１４は、ＳＴＦＴ振幅推定値１３４２Ｅの発生を図示する、ヒストグラム１４１０および１４２０を描写する。各ヒストグラム内の発生の総数は、Ｑである。ヒストグラム１４１０および１４２０は、ＳＴＦＴ振幅Ａ１−Ａ２０に跨がる水平軸を有する。ヒストグラム１４１０は、隣接する奇数インデックス付きＳＴＦＴ振幅にそれぞれ跨がる、ビン１４１２を有する。ヒストグラム１４２０は、隣接する偶数インデックス付きＳＴＦＴ振幅にそれぞれ跨がる、ビン１４２２を有する。ビン１４２２および１４１２は、ビン幅の半分だけ相互に対して偏移される。ヒストグラム１４１０のビン１４１２内で、最高数の発生を伴うビンは、カウント１４２８によって示されるように、ＳＴＦＴ振幅Ａ８上で中心に置かれる。ヒストグラム１４１０および１４２０のビン１４１２ならびに１４２２内で、最高数の発生を伴うビンは、カウント１４２９によって示されるように、ＳＴＦＴ振幅Ａ９上で中心に置かれる。故に、ＳＴＦＴ振幅Ａ９は、変調周波数２１２Ｆ（ｎ１）の最も可能性が高い振幅と見なされてもよい。ＳＴＦＴ振幅Ａ９は、それぞれ、図６の方法６００のステップ６１５、ステップ６２５、またはステップ６３５によって判定される、第１、第２、または第３の信号振幅のいずれかの実施例である。
【０１４１】
図１５は、オブジェクトの局在化パラメータを判定するための方法１５００を図示する、フローチャートである。方法１５００は、例えば、ソフトウェア２５０のコンピュータ可読命令を実行する局在化システム２００によって、または図３３に示されるように、ソフトウェア２０５０のコンピュータ可読命令を実行する局在化システム３３００によって、実装される。ステップ７３０（図７）は、信号振幅を判定するために方法１５００を採用してもよい。図１２−１５は、以下の説明で、ともに最も良好に視認される。
【０１４２】
方法１５００は、ステップ１５２０と、ステップ１５３０と、ステップ１５４０と、随意のステップ１５１０とを含む。ステップ１５１０では、方法１５００は、離散差分演算子をそれに適用することによって、ベースバンド信号を調節する。ステップ１５１０は、調節されたベースバンド信号を生じさせる。ステップ１５１０の実施例では、信号調節器２５８は、離散差分演算子をベースバンド信号１２３１Ｓに適用し、調節されたベースバンド信号をもたらす。離散差分演算子の実施例は、Ｐｙｔｈｏｎプログラミング言語用のＳｃｉＰｙオープンソースライブラリの「ｎｕｍｐｙ．ｄｉｆｆ」関数、およびＭａｔｌａｂ（Ｒ）における「ｄｉｆｆ」関数である。
【０１４３】
ステップ１５２０では、方法１５００は、オブジェクトからベースバンド信号の第１の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成する。複数の推定値はそれぞれ、ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものに対応する。第１の周波数ドメイン振幅は、ベースバンド信号の時間周波数に対応する。方法１５００がステップ１５１０を含まないとき、受信されたベースバンド信号は、ベースバンド信号である。方法１５００がステップ１５１０を含むとき、ベースバンド信号は、調節されたベースバンド信号である。ステップ１５２０の第１の実施例では、周波数ドメイン分析器２５６は、ベースバンド信号１２３１Ｓの個別の間隔１２６４（１，２，…，Ｑ）からＳＴＦＴ振幅推定値１３４２Ｅ（１，２，…，Ｑ）を生成する。ステップ１５２２の第２の実施例では、周波数ドメイン分析器２５６は、信号調節器２５８によって調節されるベースバンド信号１２３１Ｓの個別の間隔１２６４（１，２，…，Ｑ）からＳＴＦＴ振幅推定値１３４２Ｅ（１，２，…，Ｑ）を生成する。
【０１４４】
ステップ１５３０では、方法１５００は、推定値の最も一般的な値として、周波数ドメイン振幅を判定する。ステップ１５３０の実施例では、周波数ドメイン分析器２５６は、ＳＴＦＴ振幅推定値１３４２Ｅの最も一般的な値として、周波数ドメイン振幅Ａ９を判定する。
【０１４５】
ステップ１５３０は、ステップ１５２２および１５２４を含んでもよい。ステップ１５２２では、方法１５００は、複数の推定値を複数のビンにビン化し、各ビンは、複数の推定値のうちの最大値と複数の推定値のうちの最小値との間の個別の間隔に対応する。ステップ１５２４では、方法１５００は、最大数の推定値を有する間隔に対応するビン内の推定値として、周波数ドメイン振幅を判定する。
【０１４６】
ステップ１５２２および１５２４の第１の実施例では、周波数ドメイン分析器２５６は、ヒストグラム１４１０を生成し、ＳＴＦＴ振幅推定値１３４２Ｅの最も一般的な値として、周波数ドメイン振幅Ａ８を判定する。ステップ１５２２および１５２４の第２の実施例では、周波数ドメイン分析器２５６は、ヒストグラム１４１０および１４２０を生成し、ＳＴＦＴ振幅推定値１３４２Ｅの最も一般的な値として、周波数ドメイン振幅Ａ９を判定する。
【０１４７】
ステップ１５４０では、方法１５００は、第１の周波数ドメイン振幅に基づいて、局在化パラメータを判定する。ステップ１５４０の実施例では、局在化システム２００の位置・角度変換器２５４は、測定された場所角度２１３Ｍを判定する。
【０１４８】
図１６Ａは、未加工ＳＴＦＴ振幅推定値１６１２（実線）および精緻化されたＳＴＦＴ振幅推定値１６１４（点線）を比較するプロットである。未加工ＳＴＦＴ振幅推定値１６１２は、ＳＴＦＴ振幅推定値１３４２Ｅの実施例であり、４１．３の信号対雑音比を有する。精緻化されたＳＴＦＴ振幅推定値１６１４は、ステップ１５１０を伴わずに方法１５００を実装するシステム２００によって生成されるような周波数ドメイン振幅Ａ９（図１２）の実施例である。ＳＴＦＴ振幅推定値１６１４は、９８９．７の信号対雑音比を有する。
【０１４９】
図１６Ｂは、未加工ＳＴＦＴ振幅推定値１６２２（実線）および精緻化されたＳＴＦＴ振幅推定値１６２４（点線）を比較するプロットである。未加工ＳＴＦＴ振幅推定値１６２２は、ＳＴＦＴ振幅推定値１３４２Ｅの実施例であり、４１．２の信号対雑音比を有する。精緻化されたＳＴＦＴ振幅推定値１６２４は、ステップ１５１０を伴って方法１５００を実装するシステム２００によって生成されるような周波数ドメイン振幅Ａ９（図１２）の実施例である。ＳＴＦＴ振幅推定値１６２４は、ＳＴＦＴ振幅推定値１６１４の信号対雑音比よりも１５パーセント高い、１１４０．１の信号対雑音比を有する。
【０１５０】
図１７は、局在化システム２００の個別のチャネル２３１（ｍ１）および２３１（ｍ２）によって検出されるような、エミッタ２１１（ｎ１）によって発せられた光学信号２１２１（ｎ１）の検出に対応する、測定されたＳＴＦＴ振幅１７４２（ｎ１，ｍ１）および１７４２（ｎ１，ｍ２）の時系列プロットである。ＳＴＦＴ振幅１７４２は、測定された信号振幅２４２の実施例であり、図９のＳＴＦＴ振幅９４２に類似する。
【０１５１】
図１８は、それぞれ、ＳＴＦＴ振幅１７４２（ｎ１，ｍ１）および１７４２（ｎ１，ｍ２）から生成される、ヒストグラム１８１０および１８２０を示す。ヒストグラム１８１０および１８２０は、図１４のヒストグラム１４１０の実施例であり、方法１５００のステップ１５３０に起因する。ヒストグラム１８１０および１８２０は、両方ともステップ１５３０で判定される周波数ドメイン振幅推定値のうちの最も一般的な値の実施例である、個別の最も一般的な値１８１１および１８２１を有する。
【０１５２】
図１９Ａおよび１９Ｂは、それぞれ、ＳＴＦＴ振幅１７４２（ｎ１，ｍ１）および１７４２（ｎ１，ｍ２）の予測誤差１９１０および１９２０のプロットである。予測誤差１９１０および１９２０は、図１０に示される予測誤差１０１０および１０２０に類似する。閾値１９０２を超える予測誤差１９１０および１９２０は、破損したＳＴＦＴ振幅１７４２に対応する。以下の議論では、閾値１９０２は、３．１×１０−５に等しい。ＳＴＦＴ振幅１７４２の破損した振幅は、閾値１９０２を超える予測誤差１９１０、１９２０を生じさせるものである。
【０１５３】
方法６００の実施形態では、ステップ７３２は、ベースバンドが破損しているかどうかを判定するように、ベースバンド信号に対応するＳＴＦＴ振幅を評価する。ステップ７３２の実施例では、信号評価器２６０は、予測誤差１９１０または１９２０が閾値１９０２を超えるときに、ＳＴＦＴ振幅１７４２に対応するベースバンド信号（例えば、チャネル信号２３１Ｓ）が破損していることを判定する。
【０１５４】
図２０は、ＳＴＦＴ振幅１７４２（ｎ１，ｍ２）に対するＳＴＦＴ振幅１７４２（ｎ１，ｍ１）の比である、ＳＴＦＴ比２０１０のプロットである。理想的には、ＳＴＦＴ振幅１７４２（ｎ１，ｍ１）および１７４２（ｎ１，ｍ２）は、少量の統計雑音を伴う個別の平均値を有するであろう。天候事象、この場合は雪に起因して、ＳＴＦＴ振幅１７４２（ｎ１，ｍ１）および１７４２（ｎ１，ｍ２）は、ＳＴＦＴ振幅比２０１０が例証する、大きな変動を有する。ＳＴＦＴ振幅比２０１０の時間平均値の推定値は、大きなバイアス、分散、または両方を有し、ＳＴＦＴ振幅比２０１０がひどく破損されていることを意味するであろう。
【０１５５】
図２１は、破損した振幅が除去された、ＳＴＦＴ振幅１７４２（ｎ１，ｍ２）に対するＳＴＦＴ振幅１７４２（ｎ１，ｍ１）の比である、補正されたＳＴＦＴ比２０１０のプロットである。これらの破損した振幅は、図１９Ａ、Ｂに示されている。ＳＴＦＴ振幅比２０１０と比較して、補正されたＳＴＦＴ振幅比２１１０は、雑音に起因するわずかな変動を伴う一定の値を有する。ＳＴＦＴ振幅比２０１０のＳＮＲは、相対運動を伴わない静止システムの理想的なデータのものに接近する。
【０１５６】
方法６００の実施形態では、ステップ７３２は、ベースバンド信号が破損しているかどうかを判定するように、ベースバンド信号に対応するＳＴＦＴ振幅比を評価する。ステップ７３２の実施例では、信号評価器２６０は、ＳＴＦＴ振幅比２０１０が所定の値を超える分散を有するときに、ＳＴＦＴ振幅１７４２に対応するベースバンド信号（例えば、チャネル信号２３１Ｓ）が破損していることを判定する。
【０１５７】
図２２は、それぞれ、ＳＴＦＴ比２０１０および２１１０に対応する、ＳＮＲ時系列２２１０およびＳＮＲ時系列２２２０のプロットである。ＳＮＲ時系列２２１０および２２２０は、各間隔が０．９５２ミリ秒の持続時間とともに２６個の短時間フーリエ変換サンプルを含む、２５ミリ秒持続時間を有する、非重複時間間隔２６４を用いて計算された。ＳＮＲ時系列２２１０は、約０の最小値から約１，０００の最大値に及ぶ。ＳＮＲ時系列２２２０は、約１，０００の最小値から３，０００を超える最大値に及ぶ。天候事象がない場合、すなわち、澄んだ空気である場合、ＳＮＲ時系列２２１０および２２２０は、ほぼ一定であろう。データの補正は、ＳＮＲの有意な増加および最小ＳＮＲを生じさせる。最小ＳＮＲは、システム性能のための基準として使用されてもよい。
【０１５８】
図２３は、図２の局在化システム２００の受信機２３０の実施形態に存在する光学構成要素アレイ２３００を図示する。アレイ２３００は、レンズ２３１１を保持するレンズマウント２３１０と、窓２３２１を有するスペーサ２３２０と、レンズ２３３１を保持するレンズマウント２３３０と、窓２３４１を有するスペーサ２３４０と、光学マスク２３５１（１，２，…，Ｎ）を含む光学マスクアセンブリ２３５０とを含む。Ｎがアレイ２３００の中の１６に等しいとき、これは、本明細書の範囲から逸脱することなく、異なる正の整数に等しくあり得る。各光学マスク２３５１は、相互に明確に異なり得る。代替として、２つまたはそれを上回る光学マスク２３５１（１，２，…，Ｎ）は、同じであり得る。１つまたはそれを上回る光学マスク２３５１は、障害物がないマスク、例えば、光学マスクアセンブリ２３５０を通した開口であってもよい。
【０１５９】
各光学マスク２３５１は、チャネル２３１の光学マスク２３４の実施例であり、レンズマウント２３１０の個別のレンズ２３１１、スペーサ２３２０の窓２３２１、レンズマウント２３３０のレンズ２３３１、およびスペーサ２３４０の窓２３４１と整合される。例えば、光学マスク２３５１（１）は、窓２３４１（１）、レンズ２３３１（１）、窓２３２１（１）、およびレンズ２３１１（１）と整合される。窓２３２１および２３４１は、個別のスペーサ２３２０および２３４０を通した開口であってもよい。
【０１６０】
マウント２３１０、スペーサ２３２０、マウント２３３０、スペーサ２３４０、およびアセンブリ２３５０は、図２３に示されるように、距離２３６１、２３６２、２３６３、および２３６４によって分離される。距離２３６１−２３６４およびレンズ２３１１ならびに２３３１の個別の焦点距離は、光学マスク２３５１と整合されるレンズ２３１１および２３３１ならびに窓２３２１および２３４１を通って伝搬する光学信号２１２が、（ａ）その上で集束されるか、または（ｂ）例えば、マスク２３５１が２値かつ周期的であるときに、前述の焦点ずれ距離Δがゼロではないように、マスク２３５１と平行であり、それに近接する平面に集束されるかのいずれかであるように、構成されてもよい。距離２３６１および２３６２は両方とも、スペーサ２３４０の厚さがレンズマウント２３１０と２３３０との間の距離を画定するように、ゼロに等しくてもよい。距離２３６３および２３６４は両方とも、スペーサ２３２０の厚さがレンズマウント２３３０と光学マスクアセンブリ２３５０との間の距離を画定するように、ゼロに等しくてもよい。
【０１６１】
スペーサ２３２０および２３４０は、搬送波周波数２１２Ｃ、例えば、可視光および近赤外光のうちの少なくとも１つに対して不透明であり、迷光が光学マスク２３５１に到達しないよう防止するように機能してもよい。例えば、窓２３２１（１）および２３４１（１）は、レンズ２３１１（１）または２３３１（１）を通って伝搬する光が光学マスク２３５１（２）に到達しないよう防止するように構成されてもよい、例えば、定寸されてもよい。
【０１６２】
各距離２３６１−２３６４がゼロに等しいとき、光学構成要素アレイ２３００は、温度のシステム効果を低減させるために、単一のタイプの光学材料で構築されるようにモノリシックであり得る。光学構成要素は、典型的には、温度の関数としてサイズおよび形態を変化させる。熱的に類似する、または同じ材料を伴う光学構成要素アレイ２３００の構造は、光学構成要素アレイ２３００の全ての平面を同様に移動させ、温度のシステム効果を制御する効果的な方法を可能にする。故に、全ての平面が、同様に温度の関数として変化する一方で、各平面は、本質的に同一の変化を受けており、マスクアセンブリの後の検出器上の光を測定するときに、平面の間の相対的変化を目立たなくする。
【０１６３】
図２４は、静的伝送機・受信機ペア２４００の概略図である。伝送機・受信機ペア２４００は、図２のエミッタ２１１の実施例である、伝送機２４１１と、図２に示される受信機２３０とを含む。伝送機２４１１は、光源２１５を含む。伝送機２４１１および受信機２３０は、距離Ｒによって分離される。
【０１６４】
図２５は、静的伝送機・受信機ペア２５００の概略図である。伝送機・受信機ペア２５００は、伝送機２５１１と、受信機２３０と、光源２５２２とを含む。伝送機２５１１は、受信機２３０に向かって光源２５２２によって発せられた光を指向するように構成される、再帰反射体２５１１Ｒを含む。再帰反射体２５１１Ｒは、鏡、再帰反射体、光エンジン、光パイプ、リイメージャ、および投影機のうちの１つまたはそれを上回るものを含んでもよい。光源２５２２および受信機２３０は、距離Ｒによって分離される。
【０１６５】
図２６は、受信機２３０と、光学伝送機２６２０とを含む、局在化システム２６００の概略図である。光学伝送機２６２０は、オブジェクト２６１１の領域を図示する。オブジェクト２６１１は、エミッタ２１１の実施例である。光学伝送機２６２０は、光学伝送機２２０の実施例であり、そこから距離Ｒに位置するオブジェクト２６１１に向かって、光源２６３３によって発せられた光２６３３Ｌを反射する、鏡２６３２を含む。光源２６３３は、例えば、ＬＥＤまたはレーザダイオードである。鏡２６３２は、回転走査鏡および微小電気機械システム（ＭＥＭ）鏡のうちの少なくとも１つを含んでもよい。オブジェクト２６１１は、それぞれ、上端２６１１Ｔおよび底端２６１１Ｂと、その間の前面２６１１Ｆとを有する。前面２６１１Ｆは、バーコード、またはデータの他の光学機械可読表現を含んでもよい。
【０１６６】
鏡２６３２は、光学伝送機２６２０がその上の経路２６２４に沿って前面２６１１Ｆを走査するように、オブジェクト２６１１に向かった光２６３３Ｌを照射された場所２６２１に指向してもよい。経路２６２４は、上端２６１１Ｔから底端２６１１Ｂまで、または逆も同様に横断してもよい。照射された場所２６２１の運動は、例えば、時変鏡回転角θ２６（ｔ）だけ、時間の関数として鏡２６３２を移動させることによって、表面２６１１Ｆ上の点の広い領域にわたって局在化を可能にする。光２６３３Ｌ、故に、照射された場所２６２１の移動に応じて、２つまたはそれを上回る次元内の局在化が可能である。照射された場所２６２１はまた、オブジェクト２６１１の異なる領域を調査するように動的に制御されてもよい。
【０１６７】
オブジェクト２６１１は、光学信号２１２の実施例である、光学信号２６１２として、その上に入射する光２６３３Ｌを反射する。任意の時点で、光学信号２６１２の一部は、処理ユニット２８０がオブジェクト上の照射された領域の推定場所を判定するように、受信機２３０に向かって指向される。走査鏡２６３２と受信機２３０との間の調整は、要求されない。光２６３３Ｌは、前面２６１１Ｆ上でグリッド等の任意の特定のパターンを形成する必要はない。無作為パターンが、全体的システムの時間的必要性に応じて、十分であり得る。
【０１６８】
図２７は、距離Ｒによって分離される、回転エミッタ２７１１と、受信機２３０とを含む、伝送機・受信機ペア２７００の概略図である。エミッタ２７１１は、エミッタ２１１の実施例である。回転エミッタ２７１１は、受信機２３０の前面に対する回転角θ２７でビーム２７１２を発するように構成される、１つの固定光源２１５を含む。回転角θ２７は、θ２７（ｔ）として時間が変動し得る。回転エミッタ２７１１は、回転レーザ水準器であってもよい。回転エミッタ２７１１は、θ２７を変化させるため等のＭＥＭ鏡構成を含んでもよい。ビーム２７１２は、光学信号２１２の実施例であり、線または扇形、もしくは周期的または別様である、複数の線または円形ビーム、もしくは他の空間的に構造化された信号等の構造化されたビームであってもよい。
【０１６９】
源／受信機ペア２４００、２５００、および局在化システム２６００は、距離Ｒの関数として、受信機における検出された信号強度のＲ−２降下を受ける。受信機２３０上のビーム２７１２のサイズが、距離Ｒの関数として、各横断次元内で直線的に増加するため、一定の面積にわたって検出される全光強度は、Ｒ−２として減少する。伝送機・受信機ペア２７００では、少なくとも１つの完全ビーム幅を通る掃引ビーム２７１２は、受信機２３０が回転角θ２７の回転平面内で本放射光強度の全てを捕捉することを可能にする。局在化システム２００は、回転平面と垂直な平面内でエミッタ２７１１を角度局在化するように、受信機２３０の出力を処理する。故に、伝送機・受信機ペア２７００では、受信機２３０によって検出される光強度は、Ｒの関数として、（Ｒ−２ではなく）Ｒ−１倍に減少する。結果は、伝送機・受信機ペア２７００が、固定されたビームシステムと比較して、電力の所与の受容された量またはＳＮＲのはるかに大きい範囲を有し得ることである。
【０１７０】
局在化システム２６００および伝送機・受信機ペア２７００の受信機２３０は、図２３の光学構成要素アレイ２３００を含んでもよい。光学信号２６１２（図２６）およびビーム２７１２（図２７）は、図２８に示されるように、処理システムが付加的動作パラメータを判定するために、時空間または時間空間次元を提供するように光学構成要素アレイ２３００と併せて稼働してもよい。
【０１７１】
図２８は、方向２８０６に受信機２８００を横断する時間波面２８０５を図示する。時間波面２８０５は、例えば、光学信号２６１２または２７１２の波面であり、θ２６（ｔ）またはθ２７（ｔ）の時間的依存性に従って受信機２８００を横断する。時間波面２８０５は、受信機２８００を横断して検出可能なエネルギーの有限幅２８１０を有する。
【０１７２】
受信機２８００は、図２の受信機２３０の実施例であり、２次元アレイに配列される複数のチャネル２８３１を含む、故に、受信機２８００は、図２３に示される光学構成要素アレイ２３００の実施形態を含んでもよい。各チャネル２８３１は、複数のチャネル列２８４１−２８４４のうちの１つの中にある。チャネル２８３１は、図２８の鎖線ボックス２８３１Ｂ内に表される、複数の非周期的に離間したチャネルを含む。本実施例では、受信機２８００は、掃引率の一定の角速度について他の周期的に離間したチャネルからの空間的分離を促進するように、チャネル２８３１の非周期的間隔を有する。
【０１７３】
時間波面２８０５が受信機２８００を横断すると、全てのチャネル２８３１が、最初に波面２８０５を検出するわけではない。波面２８０５のチャネル間隔および幅２８１０に応じて、図２９−３２に示されるように、時間の関数として異なるエネルギーを用いるが、１つを上回るチャネル列２８４１−２８４４が、波面２８０５を同時に検出する。図２９では、チャネル列２８４１のチャネルは、波面２８０５を検出する。図３０では、チャネル列２８４２および２８４３の中のチャネル２８３１は、波面２８０５を検出する。図３１では、チャネル列２８４２および２８４３の中のチャネル２８３１は、波面２８０５を検出する。図３２では、チャネル列２８４３および２８４４の中のチャネル２８３１は、波面２８０５を検出する。
【０１７４】
受信機２８００と２６１１または２７１１等のエミッタとの間の相対角度配向は、図３２に示されるように、チャネル２８３１を横断する波面２８０５の到着時間の時間シグネチャを介して推定されてもよい。列２８４２および２８４３の中の全てのチャネル２８３１が、図３０では波面２８０５を検出するが、列２８４４の４つのチャネルのうちの２つは、図３２では波面２８０５を検出し、受信機２８００は、図３０ではその配向に対して回転される。チャネル列２８４４の中のチャネル２８３１のそのような不完全な照射は、光学信号２６１２およびビーム２７１２等の光学信号２１２の伝搬方向に対する受信機２８００の傾転を示す。時間シグネチャの一意性は、ビーム幅または拡大源用の伝送機からの距離を判定するために使用されることができる。
【０１７５】
図３３は、局在化システム２００の処理ユニット２８０の実施例である、１つの例示的局在化システム３３００を図示する。局在化システム３３００は、時間周波数成分を有するベースバンド信号３３３１の周波数ドメイン振幅３３４２を判定するように構成される。周波数ドメイン振幅は、時間周波数成分に対応する。ベースバンド信号３３３１および周波数ドメイン振幅３３４２は、それぞれ、局在化システム２００のチャネル信号２３１Ｓおよび測定された信号振幅２４２の実施例である。
【０１７６】
局在化システム３３００は、マイクロプロセッサ２８２と、メモリ２８４の実施例である、メモリ３４８４とを含む。メモリ３４８４は、ソフトウェア２０５０、随意に、時間間隔２６４を記憶する。ソフトウェア２０５０は、周波数ドメイン分析器２５６と、随意に、スポット場所推定器２５２と、位置・角度変換器２５４と、信号調節器２５８と、信号評価器２６０と、ＳＮＲモニタ２６２とを含む。図２のソフトウェア２５０は、ソフトウェア２０５０の実施例である。
【０１７７】
局在化システム３３００はまた、周波数ドメイン振幅３３４２から局在化パラメータ３３１３を判定するように構成されてもよい。局在化パラメータ３３１３は、例えば、図２に示される、測定された場所角度２１３Ｍである。局在化パラメータ３３１３は、例えば、局在化システム３３００が測距に使用されるときに、オブジェクトとオブジェクトから伝搬する電磁信号を検出する受信機との間の距離であってもよい。
【０１７８】
図３４−３８は、局在化システム２００および方法６００の例示的使用を説明する。図３４−３８の各伝送機３４１１は、エミッタ２１１の実施例である。図３４の車両１８４は、その運転席の上方の伝送機３４１１（１）と、リフト（ならびにパレット３４８４）の場所および状態の両方が推定され、表示され、潜在的に制御されることを可能にする、パレット３４８４上の伝送機３４１１（２）とを有する。図３５の自転車３５２０は、それが局在化され、潜在的に制御されることを可能にする、伝送機３４１１（３）を有する。
【０１７９】
図３６の移動式ラック３６３０は、伝送機３４１１（４）を介したオブジェクト３６３２等の追跡可能オブジェクトの範囲を含んでもよい。ラック３６３０の具体的領域の場所は、伝送機３４１１（５）および３４１１（６）を局在化することによって推定されてもよい。伝送機３４１１（５）は、ラック３６３０の一番下の棚の上にあることにより、付加的役割を果たしてもよい。ラック３６３０が空であるとき、伝送機３４１１（５）は、局在化システム２００に可視となり、場所推定値だけでなく、ラック３６３０が空であるという知識も可能にする。図３７の移動式階段３７４０は、同様に、伝送機３４１１（７）を介して追跡可能である。
【０１８０】
伝送機３４１１を含む局在化システム２００の例示的ユースケースでは、伝送機３４１１は、靴底等の通常は可視的ではない場所に設置されてもよい、または移動されるべきではない高価値アイテムの下に隠されてもよい、もしくは環境内の潜在的問題を示してもよい。靴底から可視的な伝送機３４１１は、おそらく事故から、腹臥位にある個人を示してもよい。伝送機３４１１はまた、閉塞されたときに欠落したアイテムを示してもよく、伝送機３４１１は、障害物が除去されたときに突然暴露され、リアルタイム窃盗検出または別様に静的な環境内の急激な変化の通知を可能にする。
【０１８１】
図３８のベスト３８５０は、施設または仕事場において労働者、訪問者、およびオペレータによって着用可能な特殊ベストである。ベスト３８５０は、ベストの材料上または内のいずれかで、透過領域３８５１、３８５２を有するという点で、特殊化される。透過領域３８５１および３８５２は、エミッタ２１１の実施例である。これらのベストは、伝送機システムをあまりかさばらず、着用者にとってより容認可能にし、潜在的に低費用で、伝送機としてより技術的に効果的にするように、ウェアラブル電子機器を組み込んでもよい。透過領域３８５１は、識別および局在化のために略上向きに光を透過させてもよい。透過領域３８５２は、従来的な様式で着用されたときに、略水平に光を透過させてもよいが、着用者が座っている、横になっている等のときに、垂直にも光を透過させてもよい。ベスト３８５０の着用者はまた、例えば、棚から出荷まで高価値アイテムの通過を追跡するように、一時的様式で追跡するために着目アイテム上に設置される付加的な一時的伝送機３８５３を携行してもよい。そのような場合において、１つの一時的伝送機３８５３は、ユーザによってアクティブ化され、追跡を開始するように受信機によってインフラストラクチャにログインされるであろう。選択された一時的伝送機３８５３は、出荷に先立って高価値アイテムから除去され、一時的伝送機３８５３のプールの中へ再循環されることができる。
【０１８２】
図３９は、コントローラ２６０に通信可能に結合される局在化システム３９００のための例示的使用環境３９８０を図示する。局在化システム３９００は、局在化システム２００の実施例である。環境３９８０は、図１の固定棚１８２に類似する固定目印３９８２（１−Ｎ）を含む。各目印３９８２は、明確に異なる光学信号３９１２を発するように構成される、１つまたはそれを上回る相互に明確に異なる伝送機３９１１を有する。伝送機３９１１および光学信号３９１２は、それぞれ、エミッタ２１１および光学信号２１２の実施例である。
【０１８３】
数量Ｎは、１０未満から１，０００を上回るまで及んでもよい。目印３９８２は、それぞれ、長さ１０メートル未満から長さ数千メートルであり得る、個別の長さ３９８２Ｌ（１−Ｎ）を有する。図３９は、相互に平行であるものとして目印３９８２を図示するが、目印３９８２は他の相対配向を有してもよい。例えば、それらの相対配向は、グリッドのように単純または中世都市の街路のように複雑であり得る。
【０１８４】
伝送機３９１１は、固定目印３９８２の領域および場所を識別するように機能する。目印３９８２は、用途に応じて、例えば、１０未満から１，０００を上回るまで及ぶ、任意の数の伝送機３９１１を有してもよい。
【０１８５】
用途環境３９８０は、局在化システム３９００およびコントローラ２６０によって経路３９８６に沿った場所３９８８に指向されている、移動式オブジェクト３９８４を含む。オブジェクト３９８４は、その上に、受信機２１７を含むエミッタ２１１の実施例である、送受信機３９８５を有する。送受信機３９８５は、例えば、コントローラ２６０が送受信機３９８５を介してオブジェクト３９８４を遠隔で動作し得るように、オブジェクト３９８４に通信可能に結合される。コントローラ２６０は、所望の経路３９８６を計算し、命令３９６４を介して経路３９８６を進行するよう一般的な移動式オブジェクト３９８４に命令するように、処理および制御を実行する。オブジェクト３９８４への通信は、送受信機３９８５を通して、光学的に、または無線で行われることができる。局在化システム３９００は、オブジェクト３９８４が経路３９８６を進行している間に、潜在的障害物等のオブジェクト３９８４についての位置、速度、および他の関連情報を推定する。オブジェクト３９８４が場所３９８８に到着するとき、コントローラ２６０は、局在化システム３９００を介して、部品を取り上げること、部品を固定目印３９８２に堆積させること、またはバーコードを読み取ること等の特殊タスクを行うようにオブジェクト３９８４に命令してもよい。
【０１８６】
図４０は、図３９の移動式オブジェクト３９８４と併せて使用され得るシステム４０８０を描写する。システム４０８０はまた、固定システム上に搭載されることもできる。システム４０８０は、ロボットアーム４０１０を有する基板４００３と、その上に搭載された局在化システム４０００とを含む。局在化システム４０００は、局在化システム２００の実施例であり、局在化受信機４０３０（１）および４０３０（２）を含む。局在化受信機４０３０（１）および４０３０（２）はそれぞれ、受信機２３０の実施例である。
【０１８７】
ロボットアーム４０１０は、複数のアクチュエータ４０１２（１−３）を含む。典型的には、複数のアクチュエータが、機械的運動を制御し、いわゆる開ループ制御をもたらすために使用される。開ループ制御は、システムが１つまたはそれを上回るアクチュエータの予期される位置の恒久的もしくは一時的誤差を自動的に補償することを可能にしない。開ループ制御はまた、人間と同じくらい効率的な様式でオブジェクトを取り上げて設置することが、多くの場合、特にロボットが比較的低費用である必要がある場合に、困難または不可能であることも意味する。自分の手に協調された人間の視覚は、閉ループ制御の一形態である。システム４０８０は、本質的に、人間が腕および手を使用するために採用する方法を模倣することができる、低費用ロボットの閉ループ制御を可能にする。
【０１８８】
ロボットアーム４０１０は、１つまたはそれを上回る作動可能部品４０２１を伴うアーム４０２０を含有する。作動可能部品４０２１は、例えば、人間の手の指に類似する。代替として、作動可能部品４０２１は、掘削機またはクレーン等の重機に取り付けられたバケツであってもよい。例えば、アーム４０２０は、ブームであり、作動可能部品４０２１は、アクチュエータ４０１２（１）によって作動される油圧シリンダである。
【０１８９】
作動可能部品４０２１の上には、局在化受信機４０３０（１）および４０３０（２）を通した各作動可能部品４０２１の精密かつ高速局在化を可能にする、相互に明確に異なる伝送機４０１１が搭載される。作動可能部品４０２１の局在化は、１つまたはそれを上回る参照点４０１４に対して行われることができる。参照点４０１４は、例えば、伝送機４０１１および図７の伝送機７１１である。
【０１９０】
作動可能部品４０２１からの透過放射４０３１および４０３２ならびに参照点４０１４からの透過放射４０３３は、局在化受信機４０３０（１）および４０３０（２）に向かって進行する。受信機４０３０（１）および４０３０（２）は、そこから処理ユニット２８０が、局在化角度２１３Ｍの実施例である局在化角度４０１３Ｍを判定する、局在化データ４００９（１）および４００９（２）を介して、各作動可能部品４０２１ならびに参照点４０１４の局在化情報を処理ユニット２８０に配信する。局在化データ４００９（１）および４００９（２）は、局在化データ２０９の実施例である。
【０１９１】
例えば、複雑な部品を取り上げるために、作動可能部品４０２１がある位置にある、またはある運動を有することを要求する、他のシステムは、命令された場所４０８２によって表されるシステム４０８０のための入力である。処理ユニット２８０は、運動アクチュエータ４０６０によって受信される、誤差信号および更新された場所コマンド４０６１を判定するように、命令された場所４０８２を、測定された局在化角度４０１３Ｍから判定される場所と比較する。命令された場所を実際の場所と比較することによって、作動可能部品４０２１の真の閉ループ制御が可能である。ロボットアーム４０１０内の運動アクチュエータ上の位置エンコーダは、要求されない。実際に、閉ループ制御を用いると、運動アクチュエータは、安価であり、および／または直線的に移動する古典的ロボットと比較して独特な運動経路を有し得る。アーム４０２０および作動可能部品４０２１の運動は、それぞれ、人間の腕ならびに指に類似し得る。閉ループ制御は、人間の視覚および脳が人間の手ならびに指を制御する方法に類似する、高速かつ信頼できる作用を可能にするであろう。複雑なオブジェクトを取り上げて設置することは、可能であるだけでなく、閉ループ制御のための角度コーディングを用いると比較的単純かつ低費用である。
特徴の組み合わせ
【０１９２】
上記で説明される特徴ならびに以下で請求されるものは、本明細書の範囲から逸脱することなく、種々の方法で組み合わせられてもよい。以下の実施例は、いくつかの可能性として考えられる非限定的組み合わせを例証する。
【０１９３】
（Ａ１）は、オブジェクトの局在化パラメータを判定するための方法を表す。本方法は、オブジェクトからベースバンド信号の第１の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成するステップを含む。複数の推定値はそれぞれ、ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものに対応する。第１の周波数ドメイン振幅は、ベースバンド信号の時間周波数に対応する。本方法はまた、複数の推定値のうちの最も一般的な値として第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、第１の周波数ドメイン振幅に基づいて局在化パラメータを判定するステップとを含む。
【０１９４】
（Ａ２）（Ａ１）によって表される方法では、第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップは、（ｉ）複数の推定値を複数のビンにビン化するステップであって、複数のビンはそれぞれ、複数の推定値のうちの最大値と複数の推定値のうちの最小値との間の個別の間隔に対応する、ステップと、（ｉｉ）最大数の推定値を有する間隔に対応するビンのうちの１つの内側の推定値として、第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップとを含んでもよい。
【０１９５】
（Ａ３）（Ａ２）によって表される方法では、複数のビンは、（ｉ）個別の中心および個別の縁をそれぞれ伴う第１の複数の間隔に対応する、第１の複数のビンと、（ｉｉ）第２の複数の間隔のそれぞれの中心が第１の複数の間隔のうちの１つの縁に対応するように、第１の複数の間隔に対して偏移される第２の複数の間隔に対応する、第２の複数のビンとを含んでもよい。
【０１９６】
（Ａ４）（Ａ２）によって表される任意の方法はさらに、複数の推定値を生成するステップの前に、時間差分アルゴリズムを使用してベースバンド信号を前処理するステップを含んでもよい。
【０１９７】
（Ａ５）（Ａ１）から（Ａ４）のうちの１つによって表される任意の方法はさらに、（ｉ）オブジェクトから光学信号の第１の部分を検出するステップであって、光学信号は、時間周波数において変調される、ステップと、（ｉｉ）空間次元ｘのｘ範囲内で厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する、低速変動光学マスクを通して透過される、光学信号の第２の部分を検出するステップと、（ｉｉｉ）ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する高速変動光学マスクを通して透過される、光学信号の第３の部分を検出するステップと、（ｉｖ）検出された第１の部分、検出された第２の部分、および検出された第３の部分のうちの１つを復調させ、ベースバンド信号を生じさせるステップとを含んでもよい。
【０１９８】
（Ａ６）検出された第１の部分、検出された第２の部分、および検出された第３の部分のうちの１つが、検出された第１の部分である、（Ａ５）によって表される任意の方法はさらに、（ｉ）検出された第２の部分を復調させ、第２のベースバンド信号を生じさせるステップと、（ｉｉ）第２のベースバンド信号の複数の第２の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、時間周波数に対応する第２の周波数ドメイン振幅の第２の複数の推定値を生成するステップと、（ｉｉｉ）第２の複数の推定値のうちの最も一般的な値として第２の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、（ｉｖ）検出された第３の部分を復調させ、第３のベースバンド信号を生じさせるステップと、（ｖ）第３のベースバンド信号の複数の第３の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、時間周波数に対応する第３の周波数ドメイン振幅の第３の複数の推定値を生成するステップと、（ｖｉ）第３の複数の推定値のうちの最も一般的な値として第３の周波数ドメイン振幅を判定するステップとを含んでもよい。
【０１９９】
（Ａ７）（Ａ６）によって表される任意の方法はさらに、（ｉ）ｘ範囲内で、第１の周波数ドメイン振幅によって除算された第２の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、低速変動光学マスク上の場所に対応する、粗い推定場所ｘ２を判定するステップと、（ｉｉ）ｘ範囲内で、第１の周波数ドメイン振幅によって除算された第３の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、高速変動光学マスク上の場所に対応する、複数の候補場所｛ｘ３，１，ｘ３，２，ｘ３，３，…，ｘ３，ｎ｝を判定するステップと、（ｉｉｉ）粗い推定場所ｘ２に最も近い、複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、（ｉｖ）空間次元ｘと垂直であり、低速変動光学マスクおよび高速変動光学マスクに交差する平面に対するオブジェクトの角度として、精緻化された推定場所に基づいて局在化パラメータを判定するステップとを含んでもよい。
【０２００】
（Ｂ１）局在化システムは、メモリと、マイクロプロセッサとを含む。メモリは、非一過性のコンピュータ可読命令を記憶し、時間周波数成分と、対応する第１の周波数ドメイン振幅とを有する、ベースバンド信号を記憶するように構成される。マイクロプロセッサは、（ｉ）第１の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成する命令であって、複数の推定値はそれぞれ、ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものに対応する、命令と、（ｉｉ）複数の推定値のうちの最も一般的な値として第１の周波数ドメイン振幅を判定する命令とを実行するように適合される。
【０２０１】
（Ｂ２）（Ｂ１）によって表される局在化システムでは、マイクロプロセッサはさらに、第１の周波数ドメイン振幅を判定するときに、（ｉ）複数の推定値を複数のビンにビン化する命令であって、複数のビンはそれぞれ、複数の推定値のうちの最大値と複数の推定値のうちの最小値との間の個別の間隔に対応する、命令と、（ｉｉ）最大数の推定値を有する間隔に対応するビン内の推定値として、第１の周波数ドメイン振幅を判定する命令とを実行するように適合されてもよい。
【０２０２】
（Ｂ３）（Ｂ２）によって表される局在化システムでは、複数のビンは、（ｉ）個別の中心および個別の縁をそれぞれ伴う第１の複数の間隔に対応する、第１の複数のビンと、（ｉｉ）第２の複数の間隔のそれぞれの中心が第１の複数の間隔のうちの１つの縁に対応するように、第１の複数の間隔に対して偏移される第２の複数の間隔に対応する、第２の複数のビンとを含んでもよい。
【０２０３】
（Ｂ４）（Ｂ２）および（Ｂ３）のうちの１つによって表される任意の局在化システムでは、マイクロプロセッサはさらに、複数の推定値を生成するステップの前に、時間差分アルゴリズムを使用してベースバンド信号を前処理する命令を実行するように適合されてもよい。
【０２０４】
（Ｂ５）（Ｂ１）から（Ｂ４）のうちの１つによって表される任意の局在化システムはさらに、（ｉ）第１のチャネルと、第２のチャネルと、第３のチャネルとを含む、受信機を含んでもよい。第１のチャネルは、（ｉ）オブジェクトから光学信号の第１の部分を受信するための第１のレンズと、（ｉｉ）受信された第１の部分を、第１の周波数ドメイン振幅を有する第１の電気信号に変換するための第１の光検出器であって、光学信号は、時間周波数において変調される、第１の光検出器とを含む。第２のチャネルは、（ｉ）空間次元ｘのｘ範囲内で厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する、低速変動光学マスクに向かって光学信号の第２の部分を指向するための第２のレンズと、（ｉｉ）低速変動光学マスクを通して透過される第２の部分を第２の電気信号に変換するための第２の光検出器とを含む。第３のチャネルは、（ｉ）ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する、高速変動光学マスクに向かって光学信号の第３の部分を指向するための第３のレンズと、（ｉｉ）高速変動光学マスクを通して透過される第３の部分を第３の電気信号に変換するための第３の光検出器とを含む。マイクロプロセッサはさらに、（ｉ）それぞれ、第２および第３の電気信号から第２ならびに第３の周波数ドメイン振幅を判定し、（ｉｉ）第１、第２、および第３の周波数ドメイン振幅を比較することによって、オブジェクトの局在化パラメータを判定するように構成されてもよい。
【０２０５】
（Ｂ６）（Ｂ５）によって表される任意の局在化システムでは、マイクロプロセッサはさらに、（Ａ６）によって表される方法のステップ（ｉｉ）から（ｖｉ）を実行するように構成されてもよい。
【０２０６】
（Ｂ７）（Ｂ６）によって表される任意の局在化システムでは、マイクロプロセッサはさらに、（Ａ７）によって表される方法のステップ（ｉ）から（ｉｖ）を実行するように構成されてもよい。
【０２０７】
（Ｃ１）オブジェクトの局在化パラメータを判定するための局在化システムは、受信機と、信号プロセッサとを含む。受信機は、第１のチャネルと、第２のチャネルと、第３のチャネルとを含む。第１のチャネルは、（ｉ）オブジェクトから光学信号の第１の部分を受信するための第１のレンズと、（ｉｉ）受信された第１の部分を第１の電気信号に変換するための第１の光検出器とを含む。第２のチャネルは、（ｉ）空間次元ｘのｘ範囲内で厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する、低速変動光学マスクに向かって光学信号の第２の部分を指向するための第２のレンズと、（ｉｉ）低速変動光学マスクを通して透過される第２の部分を第２の電気信号に変換するための第２の光検出器とを含む。第３のチャネルは、（ｉ）ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する、高速変動光学マスクに向かって光学信号の第３の部分を指向するための第３のレンズと、（ｉｉ）高速変動光学マスクを通して透過される第３の部分を第３の電気信号に変換するための第３の光検出器とを含む。信号プロセッサは、（ｉ）それぞれ、第１、第２、および第３の電気信号から第１、第２、および第３の周波数ドメイン振幅を判定し、（ｉｉ）第１、第２、および第３の周波数ドメイン振幅を比較することによって、局在化パラメータを判定するように構成される。
【０２０８】
（Ｃ２）（Ｃ１）によって表される局在化システムでは、光学信号は、第１、第２、および第３の信号振幅が、第１、第２、および第３の電気信号の変調周波数に対応する、個別の第１、第２、および第３の周波数ドメイン振幅である、変調周波数を有する、変調された光学信号であってもよい。
【０２０９】
（Ｃ３）（Ｃ１）および（Ｃ２）のうちの１つによって表される局在化システムでは、第１、第２、および第３のチャネルはそれぞれ、両方の他のチャネルの視野に重複する個別の視野を有してもよい。
【０２１０】
（Ｃ４）（Ｃ１）から（Ｃ３）のうちの１つによって表される局在化システムはさらに、第１の光検出器と第１のレンズとの間にあり、低速変動光学マスクの最大透過率および高速変動光学マスクの最大透過率に等しい、またはそれを超える、一様な透過率を有する、一様な光学マスクを含んでもよい。
【０２１１】
（Ｃ５）（Ｃ１）から（Ｃ４）のうちの１つによって表される局在化システムでは、信号プロセッサは、（ｉ）ｘ範囲内で、第１の信号振幅によって除算された第２の信号振幅に等しい透過率を有する、低速変動光学マスク上の位置に対応する、粗い推定場所ｘ２を判定するステップと、（ｉｉ）ｘ範囲内で、第１の信号振幅によって除算された第３の信号振幅に等しい透過率を有する、高速変動光学マスク上の位置に対応する、複数の候補場所｛ｘ３，１，ｘ３，２，ｘ３，３，…，ｘ３，ｎ｝を判定するステップと、（ｉｉｉ）粗い推定場所ｘ２に最も近い、複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、（ｉｖ）精緻化された推定場所に基づいて、空間次元ｘと垂直であり、マスクに交差する平面に対するオブジェクトの角度を判定するステップとによって、局在化パラメータを判定するように構成されてもよい。
【０２１２】
（Ｃ６）（Ｃ１）から（Ｃ５）のうちの１つによって表される局在化システムはさらに、（ｉ）光学信号を発するステップおよび（ｉｉ）光学信号を反射するステップのうちの少なくとも１つのためのエミッタを含んでもよく、エミッタは、（ａ）オブジェクトの上、または（ｂ）受信機に近接してのいずれかで位置し、少なくともオブジェクト上に搭載される反射体に向かって光学信号を指向するように構成される。
【０２１３】
（Ｃ７）（Ｃ１）から（Ｃ６）のうちの１つによって表される局在化システムでは、光学信号は、０．４０マイクロメートル〜２．０マイクロメートルの自由空間波長を有してもよい。
【０２１４】
（Ｃ８）（Ｃ１）から（Ｃ７）のうちの１つによって表される局在化システムでは、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）は、ｘの周期関数であってもよい。
【０２１５】
（Ｃ９）（Ｃ１）から（Ｃ８）のうちの１つによって表される局在化システムでは、低速変動マスクの一部および高速変動マスクの一部は、ｘ次元と垂直な線に沿って同一線上にあり得る。
【０２１６】
（Ｃ１０）（ａ）低速変動光学マスクが、空間次元ｘ内のｘ範囲に跨がり、空間次元ｘに直交する空間次元ｙ内の第１のｙ範囲に跨がり、（ｂ）高速変動光学マスクが、空間次元ｘ内のｘ範囲に跨がり、空間次元ｙ内の第２のｙ範囲に跨がる、（Ｃ１）から（Ｃ９）のうちの１つによって表される局在化システムでは、透過率Ｔ２（ｘ）および透過率Ｔ３（ｘ）は、ｙから独立し得る。
【０２１７】
（Ｃ１１）空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）が、周期Λｘを有する周期関数である、（Ｃ１）から（Ｃ１０）のうちの１つによって表される局在化システムでは、受信機はさらに、第４のチャネルを含んでもよい。第４のチャネルは、（ｉ）Δｘ≦０．５Λｘである、空間的に変動する透過率Ｔ４（ｘ）＝Ｔ３（ｘ＋Δｘ）を有する、第２の高速変動光学マスクに向かう光学信号の第４の部分を受信するための第４のレンズと、（ｉｉ）第２の高速変動光学マスクを通して透過される第４の部分を第４の電気信号に変換するための第４の光検出器とを含む。信号プロセッサは、（ｉ）第４の電気信号から第４の信号振幅を判定し、（ｉｉ）第１、第２、第３、および第４の信号振幅を比較することによって、局在化パラメータを判定するように構成される。
【０２１８】
（Ｄ１）オブジェクトの局在化パラメータを判定するための方法は、ステップ１−１０を含む。ステップ１では、本方法は、オブジェクトから変調された光学信号の第１の部分を指向する。ステップ２では、本方法は、受信された第１の部分の第１の信号振幅を判定する。ステップ３では、本方法は、空間次元ｘのｘ範囲内で、厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する低速変動光学マスクに向かって、変調された光学信号の第２の部分を指向する。ステップ４では、本方法は、低速変動光学マスクを通して透過される、第２の部分の第２の信号振幅を判定する。ステップ５では、本方法は、範囲ｘ内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する高速変動光学マスクに向かって、変調された光学信号の第３の部分を指向する。ステップ６では、本方法は、高速変動光学マスクを通して透過される、第３の部分の第３の信号振幅を判定する。ステップ７では、本方法は、範囲ｘ内で、第１の信号振幅によって除算された第２の信号振幅に等しい透過率を有する、低速変動光学マスク上の場所に対応する、粗い推定場所ｘ２を判定する。ステップ８では、本方法は、範囲ｘ内で、第１の信号振幅によって除算された第３の信号振幅に等しい透過率を有する、高速変動光学マスク上の場所に対応する、複数の候補場所｛ｘ３，１，ｘ３，２，ｘ３，３，…，ｘ３，ｎ｝を判定する。ステップ９では、本方法は、粗い推定場所ｘ２に最も近い、複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定する。ステップ１０では、本方法は、精緻化された推定場所に基づいて、空間次元ｘと垂直であり、マスクに交差する平面に対するオブジェクトの角度を判定する。
【０２１９】
（Ｄ２）（Ｄ１）によって表される方法では、第１の部分を指向するステップは、第２の光学マスクの最大透過率に等しい、またはそれを超える、一様な透過率を有する、一様な光学マスクに向かって第１の部分を指向するステップを含んでもよい。
【０２２０】
（Ｄ３）（Ｄ１）および（Ｄ２）のうちの１つによって表される方法では、光学信号は、変調周波数と、対応する周波数ドメイン振幅とを有する、変調された光学信号であってもよい。第１、第２、および第３の信号振幅を判定するステップはさらに、それぞれ、第１の部分、第２の部分、および第３の部分の第１、第２、ならびに第３の周波数ドメイン表現を生成するステップと、それぞれ、第１、第２、および第３の信号振幅として、第１、第２、ならびに第３の周波数ドメイン表現の周波数ドメイン振幅を判定するステップとを含んでもよい。
【０２２１】
（Ｅ１）再配置可能な機械的構造は、再配置可能な構成要素と、エミッタと、コントローラと、アクチュエータとを含む。エミッタは、再配置可能な構成要素の上に位置し、光学信号を受信機に発するように構成される。コントローラは、受信機に通信可能に結合される伝送機から制御信号を受信するように適合される。アクチュエータは、コントローラに通信可能に結合され、再配置可能な構成要素に機械的に結合され、かつ制御信号に基づいて再配置可能な構成要素を作動させるように構成される。
【０２２２】
（Ｅ２）（Ｅ１）によって表される再配置可能な機械的構造はさらに、受信機を含んでもよい。受信機は、第１のチャネルと、第２のチャネルと、第３のチャネルとを含む。第１のチャネルは、（ｉ）オブジェクトから光学信号の第１の部分を受信するための第１のレンズと、（ｉｉ）受信された第１の部分を第１の電気信号に変換するための第１の光検出器とを含む。第２のチャネルは、（ｉ）空間次元ｘのｘ範囲内で厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する、低速変動光学マスクに向かって光学信号の第２の部分を指向するための第２のレンズと、（ｉｉ）低速変動光学マスクを通して透過される第２の部分を第２の電気信号に変換するための第２の光検出器とを含む。第３のチャネルは、（ｉ）ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する、高速変動光学マスクに向かって光学信号の第３の部分を指向するための第３のレンズと、（ｉｉ）高速変動光学マスクを通して透過される第３の部分を第３の電気信号に変換するための第３の光検出器とを含む。
【０２２３】
（Ｅ３）（Ｅ２）によって表される再配置可能な機械的構造はさらに、（ｉ）それぞれ、第１、第２、および第３の電気信号から第１、第２、ならびに第３の信号振幅を判定し、（ｉｉ）第１、第２、および第３の信号振幅を比較することによって、エミッタの局在化パラメータを判定するように構成される、信号プロセッサを含んでもよい。
【０２２４】
（Ｅ４）（Ｅ３）によって表される再配置可能な機械的構造では、信号プロセッサは、（ｉ）ｘ範囲内で、第１の信号振幅によって除算された第２の信号振幅に等しい透過率を有する、低速変動光学マスク上の位置に対応する、粗い推定場所ｘ２を判定するステップと、（ｉｉ）ｘ範囲内で、第１の信号振幅によって除算された第３の信号振幅に等しい透過率を有する、高速変動光学マスク上の位置に対応する、複数の候補場所｛ｘ３，１，ｘ３，２，ｘ３，３，…，ｘ３，ｎ｝を判定するステップと、（ｉｉｉ）粗い推定場所ｘ２に最も近い、複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、（ｉｖ）精緻化された推定場所に基づいて、空間次元ｘと垂直であり、マスクに交差する平面に対する再配置可能な構成要素の角度を判定するステップとによって、局在化パラメータを判定してもよい。
【０２２５】
（Ｅ５）（Ｅ３）および（Ｅ４）のうちの１つによって表される再配置可能な機械的構造では、光学信号は、変調周波数と、対応する周波数ドメイン振幅とを有する、変調された光学信号であってもよい。第１、第２、および第３の信号振幅を判定するステップはさらに、それぞれ、第１の部分、第２の部分、および第３の部分の第１、第２、および第３の周波数ドメイン表現を生成するステップと、それぞれ、第１、第２、および第３の信号振幅として、第１、第２、および第３の周波数ドメイン表現の周波数ドメイン振幅を判定するステップとを含んでもよい。
【０２２６】
ベースバンド信号の時間周波数に対応する第１の周波数ドメイン振幅を判定するための方法は、（Ｆ１）によって表される。本方法は、第１の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成するステップを含む。複数の推定値はそれぞれ、ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものに対応する。本方法はまた、複数の推定値のうちの最も一般的な値として第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップも含む。
【０２２７】
（Ｆ２）（Ｆ１）によって表される方法では、第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップは、（ｉ）複数の推定値を複数のビンにビン化するステップであって、複数のビンはそれぞれ、複数の推定値のうちの最大値と複数の推定値のうちの最小値との間の個別の間隔に対応する、ステップと、（ｉｉ）最大数の推定値を有する間隔に対応するビンのうちの１つの内側の推定値として、第１の周波数ドメイン振幅を判定するステップとを含んでもよい。
【０２２８】
（Ｆ３）（Ｆ２）によって表される方法では、複数のビンは、（ｉ）個別の中心および個別の縁をそれぞれ伴う第１の複数の間隔に対応する、第１の複数のビンと、（ｉｉ）第２の複数の間隔のそれぞれの中心が第１の複数の間隔のうちの１つの縁に対応するように、第１の複数の間隔に対して偏移される第２の複数の間隔に対応する、第２の複数のビンとを含んでもよい。
【０２２９】
（Ｆ４）（Ｆ２）によって表される任意の方法はさらに、複数の推定値を生成するステップの前に、時間差分アルゴリズムを使用してベースバンド信号を前処理するステップを含んでもよい。
【０２３０】
（Ｆ５）（Ｆ１）から（Ｆ４）のうちの１つによって表される任意の方法はさらに、（ｉ）オブジェクトから光学信号の第１の部分を検出するステップであって、光学信号は、時間周波数において変調される、ステップと、（ｉｉ）空間次元ｘのｘ範囲内で厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する、低速変動光学マスクを通して透過される、光学信号の第２の部分を検出するステップと、（ｉｉｉ）ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する高速変動光学マスクを通して透過される、光学信号の第３の部分を検出するステップと、（ｉｖ）検出された第１の部分、検出された第２の部分、および検出された第３の部分のうちの１つを復調させ、ベースバンド信号を生じさせるステップと含んでもよい。
【０２３１】
（Ｆ６）検出された第１の部分、検出された第２の部分、および検出された第３の部分のうちの１つが、検出された第１の部分である、（Ｆ５）によって表される任意の方法はさらに、（ｉ）検出された第２の部分を復調させ、第２のベースバンド信号を生じさせるステップと、（ｉｉ）第２のベースバンド信号の複数の第２の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、時間周波数に対応する第２の周波数ドメイン振幅の第２の複数の推定値を生成するステップと、（ｉｉｉ）第２の複数の推定値のうちの最も一般的な値として第２の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、（ｉｖ）検出された第３の部分を復調させ、第３のベースバンド信号を生じさせるステップと、（ｖ）第３のベースバンド信号の複数の第３の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、時間周波数に対応する第３の周波数ドメイン振幅の第３の複数の推定値を生成するステップと、（ｖｉ）第３の複数の推定値のうちの最も一般的な値として第３の周波数ドメイン振幅を判定するステップとを含んでもよい。
【０２３２】
（Ｆ７）（Ｆ６）によって表される任意の方法はさらに、（ｉ）ｘ範囲内で、第１の周波数ドメイン振幅によって除算された第２の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、低速変動光学マスク上の場所に対応する、粗い推定場所ｘ２を判定するステップと、（ｉｉ）ｘ範囲内で、第１の周波数ドメイン振幅によって除算された第３の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、高速変動光学マスク上の場所に対応する、複数の候補場所｛ｘ３，１，ｘ３，２，ｘ３，３，…，ｘ３，ｎ｝を判定するステップと、（ｉｉｉ）粗い推定場所ｘ２に最も近い、複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、（ｉｖ）精緻化された推定場所に基づいて、空間次元ｘと垂直であり、低速変動光学マスクおよび高速変動光学マスクに交差する平面に対するオブジェクトの角度を判定するステップとを含んでもよい。
【０２３３】
（Ｇ１）周波数ドメイン分析器は、メモリと、マイクロプロセッサとを含む。メモリは、非一過性のコンピュータ可読命令を記憶し、時間周波数成分と、対応する第１の周波数ドメイン振幅とを有する、ベースバンド信号を記憶するように構成される。マイクロプロセッサは、（ｉ）第１の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成する命令であって、複数の推定値はそれぞれ、ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものに対応する、命令と、（ｉｉ）複数の推定値のうちの最も一般的な値として第１の周波数ドメイン振幅を判定する命令とを実行するように適合される。図３３の局在化システム３３００は、（Ｇ１）によって表される周波数ドメイン分析器として機能してもよい。
【０２３４】
（Ｇ２）（Ｇ１）によって表される周波数ドメイン分析器では、マイクロプロセッサはさらに、第１の周波数ドメイン振幅を判定するときに、（ｉ）複数の推定値を複数のビンにビン化する命令であって、複数のビンはそれぞれ、複数の推定値のうちの最大値と複数の推定値のうちの最小値との間の個別の間隔に対応する、命令と、（ｉｉ）最大数の推定値を有する間隔に対応するビン内の推定値として、第１の周波数ドメイン振幅を判定する命令とを実行するように適合されてもよい。
【０２３５】
（Ｇ３）（Ｇ２）によって表される周波数ドメイン分析器では、複数のビンは、（ｉ）個別の中心および個別の縁をそれぞれ伴う第１の複数の間隔に対応する、第１の複数のビンと、（ｉｉ）第２の複数の間隔のそれぞれの中心が第１の複数の間隔のうちの１つの縁に対応するように、第１の複数の間隔に対して偏移される第２の複数の間隔に対応する、第２の複数のビンとを含んでもよい。
【０２３６】
（Ｇ４）（Ｇ２）および（Ｇ３）のうちの１つによって表される任意の周波数ドメイン分析器では、マイクロプロセッサはさらに、複数の推定値を生成するステップの前に、時間差分アルゴリズムを使用してベースバンド信号を前処理する命令を実行するように適合されてもよい。
【０２３７】
（Ｇ５）（Ｇ１）から（Ｇ４）のうちの１つによって表される任意の周波数ドメイン分析器はさらに、（ｉ）第１のチャネルと、第２のチャネルと、第３のチャネルとを含む、受信機を含んでもよい。第１のチャネルは、（ｉ）オブジェクトから光学信号の第１の部分を受信するための第１のレンズと、（ｉｉ）受信された第１の部分を、第１の周波数ドメイン振幅を有する第１の電気信号に変換するための第１の光検出器であって、光学信号は、時間周波数において変調される、第１の光検出器とを含む。第２のチャネルは、（ｉ）空間次元ｘのｘ範囲内で厳密に単調な透過率Ｔ２（ｘ）を有する、低速変動光学マスクに向かって光学信号の第２の部分を指向するための第２のレンズと、（ｉｉ）低速変動光学マスクを通して透過される第２の部分を第２の電気信号に変換するための第２の光検出器とを含む。第３のチャネルは、（ｉ）ｘ範囲内のｘの１つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率Ｔ３（ｘ）を有する、高速変動光学マスクに向かって光学信号の第３の部分を指向するための第３のレンズと、（ｉｉ）高速変動光学マスクを通して透過される第３の部分を第３の電気信号に変換するための第３の光検出器とを含む。マイクロプロセッサはさらに、（ｉ）それぞれ、第２および第３の電気信号から第２ならびに第３の周波数ドメイン振幅を判定し、（ｉｉ）第１、第２、および第３の周波数ドメイン振幅を比較することによって、オブジェクトの場所パラメータを判定するように構成されてもよい。
【０２３８】
（Ｇ６）（Ｇ５）によって表される任意の周波数ドメイン分析器では、マイクロプロセッサはさらに、（Ｆ６）によって表される方法のステップ（ｉｉ）から（ｖｉ）を実行するように構成されてもよい。
【０２３９】
（Ｇ７）（Ｇ６）によって表される任意の周波数ドメイン分析器では、マイクロプロセッサはさらに、（Ｆ７）によって表される方法のステップ（ｉ）から（ｉｖ）を実行するように構成されてもよい。
【０２４０】
変更が、本明細書の範囲から逸脱することなく、上記の方法およびシステムに行われてもよい。したがって、上記の説明に含有される、または付随の図面に示される事柄は、限定的な意味ではなく例証的として解釈されるべきであることに留意されたい。以下の請求項は、本明細書に説明される全ての一般的および具体的特徴、ならびに言語上、その間に入ると言われ得る、本方法およびシステムの範囲の全ての記述を網羅することを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【国際調査報告】
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