(57)【要約】      （修正有）【課題】レーダー又は他の高分解能距離感知を使用する、バイタルサイン又は他の健康信号の、非接触型且つ非侵襲型の感知を行う。【解決手段】感知システム１１は、第１レーダー感知アセンブリ及び解析システム１８を備える。第１レーダー感知アセンブリは、レーダーを使用して、異なる時点の第１標的場所１６までの複数の距離を測定する。解析システム１８は、第１レーダー感知アセンブリから複数の距離を受け取り、第１レーダー感知アセンブリにより測定した複数の距離の差を計算することにより、異なる時点での第１標的場所１６にある標的対象１４の動作を定量化する。感知システム１１は、計算される複数の距離の差を使用して、第１標的場所１６にある標的対象１４の動作を示す、１以上の第１定量化活動レベル値を生成する。【選択図】図１
2018075406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感知システム（１１）であって：
レーダーを使用して異なる時点の第１標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定する、第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）；及び
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）から前記複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を受け取る解析システム（１８）とを備え、
該解析システム（１８）はまた、第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差を計算することにより、異なる時点での第１標的場所（１６）にある標的対象（１４）の動作を定量化し、ここで、前記解析システム（１８）は、計算される複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差を使用して、第１標的位置（１６）にある標的対象（１４）の動作を示す１以上の第１定量化活動レベル値を作り出す、
ことを特徴とする感知システム（１１）。
【請求項２】
前記解析システム（１８）は、第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した、複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）又は複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差の少なくとも１つを使用して、人間の姿勢を判定し、該姿勢は、人間が表面（２０）に立つ、座る、又は横たわる行為の少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の感知システム（１１）。
【請求項３】
解析システム（１８）は、計算される複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）又は複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差の少なくとも１つを使用して、共通の標的場所（１６）にある標的対象（１４）の存在を判定する、ことを特徴とする請求項１に記載の感知システム（１１）。
【請求項４】
レーダーを使用して、異なる時点の、第１標的場所（１６）と異なる第２標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定する、第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）を更に含み、ここで、解析システム（１８）はまた、第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差を計算することにより、第２標的場所（１６）にある標的対象（１４）の動作を定量化し、第２標的位置（１６）にある標的対象（１４）の動作を示す１以上の第２定量化活動レベル値を作り出す、ことを特徴とする請求項１に記載の感知システム（１１）。
【請求項５】
前記第１定量化活動レベル値は、人間の第１身体部分（３１００、３１０２）の動作を表わし、前記第２定量化活動レベル値は、同じ人間の異なる第２本体部分（３１００、３１０２）の動作を表わす、ことを特徴とする請求項４に記載の感知システム（１１）。
【請求項６】
前記解析システム（１８）は、前記第１定量化活動レベル値を使用して、転倒している人間を検知する、ことを特徴とする請求項１に記載の感知システム（１１）。
【請求項７】
前記第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）は、人間の胸部の正面、側面、又は背面の少なくとも１つに位置する第１標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定し、前記解析システム（１８）は、前記第１定量化活動レベル値として、複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差からの呼吸パターン信号（６３０４）を判定し、前記解析システム（１８）はまた、前記呼吸パターン信号（６３０４）を使用して人間の呼吸を監視する、ことを特徴とする請求項１に記載の感知システム（１１）。
【請求項８】
前記解析システム（１８）は、第２定量化活動レベル値として、前記呼吸パターン信号（６３０４）から人間の心臓周期を表わす心臓信号（６３１０）を抽出し、及び随意に、前記解析システム（１８）は、生のデータ信号（６３００）から以前抽出した別の信号から心臓信号（６３１０）を抽出することなく、生のデータ信号（６３００）から直接、健康信号として心臓信号（６３１０）を抽出する、ことを特徴とする請求項７に記載の感知システム（１１）。
【請求項９】
前記標的対象（１４）は前記第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）に対して移動しており、
感知システム（１１）は、
レーダーを使用して同じ第１標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定する第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）を更に含み、
ここで、前記解析システム（１８）は、第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）及び第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を使用して、標的対象（１４）の動作経路（４１０４）を追跡する、ことを特徴とする請求項１に記載の感知システム（１１）。
【請求項１０】
解析システム（１８）は、複数の異なる人間の動作に関連した一連の予め定めた動作パターンへのアクセスを保存、又は備えており、解析システム（１８）は、一連の予め定めた動作パターンにおける１以上の他の予め定めた動作パターンよりも、第１の人間に関連した第１の予め定めた動作パターンに密接に一致する、第１定量化活動レベル値に基づき、標的対象（１４）として第１の人間を識別する、ことを特徴とする請求項１に記載の感知システム（１１）。
【請求項１１】
第１標的場所（１６）に向けてレーザー光を生成する、１以上のレーザー光源（７００２、７００４）、及び、第１標的場所（１６）に反射するレーザー光を検知する１以上の光学受信器（７００２、７００４）を更に備え、ここで、解析システム（１８）は、標的対象（１４）の血液の酸素化レベルを判定するために、第１定量化活動レベル値をレーザー光の反射と相互に関連付ける、ことを特徴とする請求項１に記載の感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）。
【請求項１２】
感知方法であって：
異なる時点で、第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）から、第１標的場所（１６）の方に第１電磁波を送る工程；
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）を使用して、第１標的場所（１６）に反射する電磁波の第１エコーを受け取る工程；
前記電磁波の第１エコーを使用して、第１標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定する工程；
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差を計算することにより、異なる時点での第１標的場所（１６）にある標的対象（１４）の動作を定量化する工程；及び
計算される複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差を使用して、第１標的場所（１６）にいる標的対象（１４）の動作を示す、１以上の第１定量化活動レベル値を生成する工程、
を含むことを特徴とする感知方法。
【請求項１３】
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した、複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）又は複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差の少なくとも１つを使用して、人間の姿勢を判定する工程を更に含み、該姿勢は、人間が表面（２０）に少なくとも立つ、座る、又は横たわる行為の少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項１４】
計算される複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）又は複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差の少なくとも１つを使用して、共通の標的場所（１６）にある標的対象（１４）の存在を判定する工程を更に含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項１５】
第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）から、第１標的場所（１６）とは異なる第２標的場所（１６）の方に第２電磁波を送る工程；
第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）を使用して、第２標的場所（１６）に反射する第２電磁波の第２エコーを受け取る工程；
前記電磁波の第２エコーを使用して、第２標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定する工程；
第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差を計算することにより、異なる時点での第２標的場所（１６）にある標的対象（１４）の動作を定量化する工程；
第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差を計算することにより、第２標的場所（１６）にある標的対象（１４）の動作を定量化する工程；及び
第２標的場所（１６）にある標的対象（１４）の動作を示す、１以上の第２定量化活動レベル値を生成する工程、
を更に含むことを特徴とする、請求項１２に記載の感知方法。
【請求項１６】
前記第１定量化活動レベル値は、人間の第１身体部分（３１００）の動作を表わし、前記第２定量化活動レベル値は、同じ人間の異なる第２本体部分（３１０２）の動作を表わす、ことを特徴とする請求項１５に記載の感知方法。
【請求項１７】
第１定量化活動レベル値の少なくとも１つを使用して、又は経時的に標的対象の１以上の標的場所の位置を追跡することにより、転倒する人間を検知する工程を更に含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項１８】
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）は、人間の胸部に位置する第１標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定し：
前記方法は、
第１定量化活動レベル値として、複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差から呼吸パターン信号（６３０４）を判定する工程；及び
呼吸パターン信号（６３０４）を使用して人間の呼吸を監視する工程、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項１９】
第２定量化活動レベル値として、呼吸パターン信号（６３０４）から人間の心臓周期を表わす心臓信号（６３１０）を抽出する工程を更に含む、ことを特徴とする請求項１８に記載の感知方法。
【請求項２０】
生のデータ信号（６３００）から健康信号（６３１２）を抽出する工程を更に含み、ここで、健康信号（６３１２）は、人間の心臓周期を表わす心臓信号（６３１０）又は別の健康信号の少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１８に記載の感知方法。
【請求項２１】
標的対象（１４）は、第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）に対して移動しており：
前記方法は、
第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）から、同じ第１標的場所（１６）の方に第２電磁波を送る工程；
第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）を使用して、第１標的場所（１６）に反射する第２電磁波の第２エコーを受け取る工程；
前記電磁波の第２エコーを使用して、第１標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定する工程；及び
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）及び第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を使用して、標的対象（１４）の動作経路を追跡する工程、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項２２】
複数の異なる人間の動作に関連した一連の予め定めた動作パターンを蓄えるメモリーデバイス（７００２）にアクセスする工程；及び
一連の予め定めた動作パターンにおける１以上の他の予め定めた動作パターンよりも、第１の人間に関連した第１の予め定めた動作パターンに密接して一致する、第１定量化活動レベル値に基づいて、標的対象（１４）として第１の人間を識別する工程、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項２３】
１以上のレーザー光源から第１標的場所（１６）の方にレーザー光を生成する工程；
第１標的場所（１６）に反射するレーザー光の定量化した量を検知する工程；及び
標的対象（１４）の血液の酸素化レベルを計算するために、測定される複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の１以上を使用して、レーザー光の反射の定量化した量を補正する工程、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項２４】
１以上のレーザー光源から第１標的場所（１６）の方にレーザー光を生成する工程；
第１標的場所（１６）に反射するレーザー光を検知する工程；及び
標的対象（１４）の血液の酸素化レベルを判定するために、第１定量化活動レベル値をレーザー光の反射と相互に関連付ける工程、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願への相互参照＞
本出願は、２０１２年１０月５日出願の米国仮特許出願第６１／７１０，３９７号、表題「Ｈｉｇｈ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  Ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」の優先権を請求するものであり、その全体の開示は引用により組み込まれる。
【０００２】
＜技術分野＞
本明細書に記載される１以上の実施形態は、レーダー又は他の高分解能距離感知を使用する、バイタルサイン又は他の健康信号の、非接触型且つ非侵襲型の感知に関係する。
【背景技術】
【０００３】
既知のレーダーシステムは、標的にアナログ電磁波を送信し、標的に反射する波のエコーを受信する。アナログ波を送信するアンテナと標的対象との間の距離、及び／又は標的対象の動作に基づき、受信したエコーの強度及び／又は周波数が、異なる場合もある。
エコーの強度、周波数、及び／又は飛行時間は、標的までの距離及び／又は標的の動作を導き出すために使用され得る。
【０００４】
既知のレーダーシステムの中には、該システムが標的までの距離を測定することができる精度が制限されるものもある。例えば、これらシステムが標的までの距離を計算できる高分解能は、比較的高い場合もある。更に、これらシステムの幾つかは、システムが波を送信する又はエコーを受信する時間を制御する、送信／受信スイッチなどの回路を備え得る。該スイッチは、前記システムが波の送信からエコーの受信へと切り変わることを可能にするために、非ゼロ時間を必要とする場合がある。システムが送信から受信へと切り替わる前に、送信波が標的に反射して受信アンテナに戻る場合があるため、この時間は、比較的近い標的までの距離を測定するために前記システムが使用されるのを妨げ得る。加えて、既知のシステムの中には、送信アンテナから受信アンテナへとエネルギーが漏出するものもある。このエネルギー漏出は、標的までの距離の測定及び／又は動作の検出に干渉する及び／又はそれらを遮る場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態において、感知システムは、第１レーダー感知アセンブリと、解析システムとを備える。第１レーダー感知アセンブリは、レーダーを使用して異なる時点の、第１標的位置までの複数の距離を測定する。解析システムは、第１レーダー感知アセンブリから複数の距離情報を受信し、及び、第１レーダー感知アセンブリにより測定した複数の距離の差を計算することによって、異なる時点の第１標的位置にある標的対象の動作を定量化する。前記解析システムは、計算される複数の距離の差を使用して、第１標的位置にある標的対象の動作を示す１以上の第１定量化活動レベル値を作り出す。
【０００６】
一実施形態において、感知方法は、異なる時点で第１レーダー感知アセンブリから第１標的位置の方へ第１電磁波を送信する工程と、第１レーダー感知アセンブリを使用して第１標的位置に反射する電磁波の第１エコーを受信する工程と、電磁波の第１エコーを使用して第１標的位置までの複数の距離を測定する工程と、第１レーダー感知アセンブリにより測定した複数の距離の差を計算することによって異なる時点での第１標的位置にある標的対象の動作を定量化する工程と、及び計算される複数の距離の差を使用して、第１標的位置にある標的対象の動作を示す１以上の第１定量化活動レベル値を作り出す工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の主題は、以下の添付図面に関して、以下の限定されない実施形態の記載を読取ることにより、よりよく理解されるであろう。
【図１】感知システムの実施形態の概略図である。
【図２】前記感知システムを使用して監視場所にある標的の存在又は欠如を検知することを示す概略図である。
【図３】前記感知システムを使用して監視場所にある標的の存在又は欠如を検知することを示す別の概略図である。
【図４】前記感知システムを使用して監視場所にある標的の位置及び／又は姿勢を監視することを示す概略図である。
【図５】前記感知システムを使用して監視場所にある標的の位置及び／又は姿勢を監視することを示す概略図である。
【図６】前記感知システムを使用して監視場所にある標的の位置及び／又は姿勢を監視することを示す概略図である。
【図７】前記感知システムを使用して監視場所にある標的の位置及び／又は姿勢を監視することを示す概略図である。
【図８】前記感知システムを使用して標的の呼吸を監視することを示す概略図である。
【図９】前記感知システムを使用して標的の歩行及び／又は平衡を監視することを示す概略図である。
【図１０】複数の感知システムを使用して異なる標的位置にある共通の標的を監視することを示す概略図である。
【図１１】感知システムを使用して標的の動作を監視する例を示す。
【図１２】複数の感知システムを使用して標的の動作を監視する例を示す。
【図１３】感知システムによって得られ、且つ標的の動作のパラメータを（例えば、解析システムにより）計算するために使用され得るデータを示す。
【図１４】解析システムによるデータ処理を表わし得る、情報処理のフロー図を示す。
【図１５】感知システムにより得たデータ及び／又はこのデータに基づき解析システムにより生成される信号への第三者アクセスを提供するように構成される、アクセスシステムの概略図を示す。
【図１６】感知システムと、少なくとも１つの追加の感知システムとを備える、感知システムの組み合わせの実施形態を示す。
【図１７】解析システムの実施形態の概略図である。
【図１８】感知システムの実施形態の概略図である。
【図１９】図１及び１８に示される感知アセンブリの一実施形態の概略図である。
【図２０】一実施形態に従う、送信信号及び対応するエコーに関する飛行時間の、粗い（ｃｏａｒｓｅ）段階判定の概略図である。
【図２１】一実施形態に従う、送信信号及び対応するエコーに関する飛行時間の、別の粗い段階判定の概略図である。
【図２２】図１８に示される様々な送信信号で計算され且つ平均化される、相関値の一例を示す。
【図２３】図１９に示される感知アセンブリの一部又は一実施形態の別の概略図である。
【図２４】図１９に示される感知アセンブリの前端の一実施形態の概略図である。
【図２５】図１８に示されるシステムのベースバンド処理システムの一実施形態の回路図である。
【図２６】図１９に示されるベースバンドエコー信号の所望のビットと、一実施形態において図１９に示されるパターン信号のパターンのビットとを、比較装置がどのようにして比較するのかを示す一例の概略図である。
【図２７】図１９に示されるベースバンドエコー信号の少量の対象と、図１９に示されるパターン信号の少量のパターンとを、図２５に示される比較装置がどのようにして比較するのかを示す別の例である。
【図２８】図１９に示されるベースバンドエコー信号の少量の対象と、図１９に示されるパターン信号の少量のパターンとを、図２５に示される比較装置がどのようにして比較するのかを示す別の例である。
【図２９】一例に従った、図２５に示される測定装置により提供される図２５の出力信号と、図１９に示されるＣＰＵ装置によって使用されるエネルギー閾値の例を示す。
【図３０】図１８に示されるシステムのベースバンド処理システムの別の実施形態の回路図である。
【図３１】一実施形態に従った、図１９に示されるデジタル化エコー信号の同相（Ｉ）及び直交位相（Ｑ）の成分の投影を示す。
【図３２】一実施形態に従った、図１８に示される異なる標的対象に反射する、図１８に示されるエコーを区別するための技術を示す。
【図３３】一実施形態に従ったアンテナの模式図である。
【図３４】図１８に示される感知アセンブリの前端の一実施形態の概略図である。
【図３５】図３４の線３５−３５に沿った、図３３に示されるアンテナの一実施形態の横断面図である。
【図３６】医療用途における、図１８に示される感知アセンブリの使用を示す一例の概略図である。
【図３７】感知システムの別の実施形態の概略図である。
【図３８Ａ】標的対象からの離隔距離及び／又は標的対象の動作を感知するための方法の一実施形態を示す。
【図３８Ｂ】標的対象からの離隔距離及び／又は標的対象の動作を感知するための方法の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、感知システム（１１）の実施形態の概略図である。本明細書に記載される進歩性のある主題の１以上の実施形態において、前記感知システムは、（センサーとも称される）高分解能距離感知アセンブリ（１０）を備え、該アセンブリは、１以上の標的（１４）までの距離（１２）、及び／又は標的の位置を測定するために使用される。前記標的は、人間又は他の動物などの生物を含み得る。具体的な標的場所（１６）は、胸部の正面、手、又は標的の身体の任意の部分、身体の任意の表面、標的の身体の内部構造（心臓又は肺など）などの、身体の任意の肉体的な点（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｐｏｉｎｔ）、組織界面、或いは標的の材料における他の変化部位（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）でもよい。標的場所は、標的の全体に満たなくてもよく、単一の点、線など、比較的小さな場所でもよい。標的場所は、距離が感知システムによって測定される標的の一部を表わす。感知システムの一実施形態は、図１８乃至３８Ｂに関連して以下に記載される。
【０００９】
距離又は位置の感知の精度は、以下に記載のように、標的のバイタルサインなど、標的の有意味の（ｍｅａｎｉｎｇｆｕｌ）健康信号の抽出を可能にする、任意のレベルであり得る。感知システムは、１以上の標的までの距離及び／又は位置を測定するためにレーダー技術を使用する、レーダーベースのものでもよい。１つの実施形態において、標的までの位置及び／又は距離は、毎秒１０００回以上など、比較的速い速度で１ミリメートル未満の精度（例えば、０．２ミリメートルの精度）まで測定され得る。任意に、感知システムは、異なる精度及び／又は異なる速度で位置及び／又は距離を測定し得る。
【００１０】
感知アセンブリは、データの保存及び／又は更なる解析のために、感知システムの解析システムまでの対象の距離及び／又は位置を示すデータに伝達し得る（例えば、送信及び／又は放送する）。前記データは、解析システムへの１以上の有線及び／又は無線の接続を通じて、該接続上で、及び／又は該接続を使用して、伝達され得る。解析システムは、１以上のラップトップ、デスクトップ、作業端末、携帯情報端末、サーバー、ブレードサーバー、メインフレーム、及び他の適切なコンピュータなど、１以上のコンピュータデバイスを含むか、又は表わし得る。
【００１１】
解析システムは、以下に記載されるように、感知システムによって提供されるデータからの、人間又は動物（例えば、標的）の健康又は福祉に重要な様々な他の信号或いは測定値（ｍｅａｓｕｒｅｓ）を抽出する、又は引き出すことができる。例えば、患者又はユーザーの呼吸に関係する信号は、解析システムによって抽出することができ、又は、患者又はユーザーの心臓活動に関係する信号、或いは患者又はユーザーの活動に関係するシ具、若しくは患者又はユーザーの健康又は福祉の任意の他の測定値が、引き出され得る。付加的又は代替的に、これら健康信号は、感知システムにより抽出又は引き出され得る。その後、これら抽出した信号は、保存又は更なる処理のために別のシステムに送信してもよい。
【００１２】
感知システムは、本明細書において「生」又は「生の距離」又は「生の位置」のデータと称される、１以上の標的までの位置又は距離の高分解能推定値或いは測定値を収集する。このデータは、保存及び／又は更なる処理のために、解析システムに伝達され得る。データが処理される前後に、生のデータは保存され得る。生のデータは、処理される又はフィルタ処理され得、及び／又は他の計算が、患者又はユーザーの呼吸などの他の信号を抽出又は引き出すために生のデータで実行され得る。これら信号は、計算信号又は補助信号と称され得る。計算信号はまた、解析システム又は他の場所に保存され得る。１以上の補助信号は、計算信号から抽出され、引き出され、又は計算され、その後、保存され得る。別の実施形態において、生のデータ及び全ての計算データ又は抽出データが、保存され得る。将来的に、更なる信号が、保存された生のデータから抽出され、これらは同様に保存され得る。生のデータ及び抽出信号は全て、健康又は福祉に関連する他の測定値を計算するために、任意の組み合わせで使用され得る。代替的に又は付加的に、感知システムは、信号を抽出する及び計算を行うのに、十分な計算上の能力を備え得る。その後、感知システムは、保存又は更なる解析のために、これら信号を別のシステムに送信する場合がある。感知システムは、同様に生のデータを送信するか、又は他の信号或いは観察に依存して、２以上のモードの間で切り替わる場合がある。例えば、感知システムは、（以下に記載の）被験体の存在に関連する信号を抽出し、被験体の存在の初期判定を行う場合がある。その後、被験体が存在すると判定された場合、感知システムはモードを切り替え、生のデータを別のコンピュータシステムに通信させ、更により複雑な解析を行う。前記データが別のシステムに送信されると、データは、更に解析される及び／又は保存され得る。
【００１３】
図２及び３は、感知アセンブリ（１０）を使用して監視場所にある標的の存在又は欠如を検知することを示す概略図である。図示された例において、感知アセンブリは、標的被験体が位置し得る又は位置しない、監視場所（２０）の方に向けられる。例えば、感知アセンブリは、ベッド又はイスの方に配向してもよい。感知アセンブリに対する監視場所の基準又は基線の距離（又は位置）（２２）が、確立され得る。例えば、監視場所がベッドである場合、感知アセンブリは、ベッドの上に位置づけられ（例えば、取り付けられ）、且つベッドの下方に向けられ、それにより感知システムは、感知アセンブリと監視位置の間の基準又は基線の距離（２２）を測定することができる。この基準又は基線の距離（又は位置）は、被験体が存在しない（例えば、人間がベッドにいない）場合に対象又は場所までの距離又は位置を表わし得る。
【００１４】
感知システムは、感知アセンブリと監視場所の間の距離を監視し続けることができる。この距離又は位置が変更又は減少すると（例えば、より近くに移動すると）、感知システムは、現在監視場所に人間又は他の被験体（例えば、標的）（１４）が存在すると推測し得るのは、標的にゼロでない厚みがあり、感知アセンブリが、単純な監視動作よりもむしろ、感知システムと監視位置との間の絶対距離を感知するためである。例えば、感知アセンブリは動作を監視しないが、代わりに、距離の変化を識別するために距離（２２）を定期的に、無作為に、及び／又は操作者の要求に応じて測定し得る。（例えば、基線距離（２２）から修正距離（３０）までの）この距離の減少は、監視場所にある標的の到達を表わし得る。反対に、この距離の増加は、監視位置からの標的の離脱を表わし得る。感知システムによって得られる位置又は距離のデータ（例えば、生のデータ）は、低域フィルタ、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ又は無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ、ウェーブレット変換、又はこれら技術の組み合わせ、或いは他のものを使用して、保護及び／又はフィルタ処理され得る。監視場所からの標的の有無は、標的が監視位置にどのくらいの頻度及び／又は長さで残るのかを監視すること等により、標的の健康の様々な態様を評価するために使用され得る。
【００１５】
図４乃至７は、前記感知システムを使用して監視場所にある標的の位置及び／又は姿勢を監視することを示す概略図である。図示した例において、感知アセンブリ（１０）は、ベッド、イス、又は床などの、被験体が存在するか又は存在しない場合がある監視場所（４０）の方に向けられる（例えば、配向される）。基準又は基線の距離又は位置（４２）は、図２に関連して上述したものと同様に、感知システムによって測定され得る。この基準距離又は位置、或いは基線距離又は位置は、被験体が存在しない場合の、対象又は場所までの距離又は位置である。配置、位置、相対位置、場所、指示方向に関する情報、及び対象と感知システムの物理的環境に関する他の物理的情報が、同様に記録される場合もある。新たな位置又は距離、或いは異なる規模の距離又は位置の変化は、監視領域に入った被験体の別の位置又は姿勢を示す。例えば、監視場所はベッドでもよく、感知システムはベッドの上に位置し、且つベッドの下方に向けられる。感知システムは、基線距離（４２）からの距離の変化を識別するために、ベッドまでの距離（５０）を監視し得る。例えば１０インチ（例えば２５センチメートル）の、距離又は位置（６０）の小さな変化は、図５に示されるように、現在、人間（例えば、標的（１４））がベッドに横たわっていることを示し得る。距離（７０）の大きな変化（例えば、３フィート又は９１センチメートル）は、図６に示されるように、ベッドの上に人間が座っていることを示し得る。他の状況では、感知システムが、監視場所として床に置かれるなどの場合、基線距離（４２）からの距離の大きな変化（例えば、６フィート又は１８３センチメートルの変化）は、図７に示されるように、人間が感知システムの下に立っていることを示し得る。
【００１６】
感知システムは、現場（例えば、監視場所）に入った標的までの、異なる距離又は位置を測定することができる。距離の変化は、位置（例えば、監視場所内の、又はその中に無い）、姿勢（例えば、うつ伏せ状態、座っている、立っているなど）、又は標的の他の関連するメトリック（ｍｅｔｒｉｃ）を判定するために使用され得る。感知システムによって得られる位置又は距離のデータ（例えば、生のデータ）は、低域フィルタ、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ又は無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ、ウェーブレット変換、又はこれら技術の組み合わせ、或いは他のフィルタ技術を使用して、保護及びフィルタ処理され得る。
【００１７】
感知システムは、監視場所の上に直接配置されると図４乃至７に示されている一方で、該感知システムは、標的又は監視場所の上に直接存在しない部屋又は他の場所の角など、別の場所に取り付けられ得る。この場合、距離の観察及び測定は、ある角度で行われるが、上述の感知システムの操作は、略同じ角度でもよい。
【００１８】
付加的又は代替的に、標的の身体の様々な部分に関連する、標的の特定の具体的な位置又は距離は、標的の特定の位置又は姿勢を示し得る。感知システムと標的の間の異なる測定距離は、標的の異なる位置又は姿勢に関連し得る。例えば、感知システムは、ベッドルームの天井に取り付けられ、ベッドの方に向けられ得る。感知システムから５．５フィート（例えば、１６８センチメートル）離れて測定された標的は、標的がベッドに横たわっていることを示し得る。感知システムから４フィート（例えば１２２センチメートル）離れて測定された標的は、標的がベッドに座っていることを示し得る。これは、標的の健康の様々な態様を評価するために使用され得る。別の例として、感知システムは、感知システムと監視場所の間の距離を測定し、距離及び／又は距離の変化を、１以上の閾値と比較することができる。これら閾値は、標的の異なる姿勢又は位置に関連し得る。例えば、第１閾値を越える、感知システムと監視場所の間の距離は、標的が監視場所にいないことを示し得る。更に小さな第２閾値を越えるが、第１閾値は越えない距離（及び／又は第１識別閾値より小さいこの距離の変化）は、標的が監視場所の下に横たわっていることを示し得る。更に小さな第３閾値を越えるが、第２閾値は越えない距離（及び／又は第２識別閾値より小さいが第１識別閾値より大きい、この距離の変化）は、標的が監視場所に座っていることを示し得る。更に小さな第４閾値を越えるが、第３閾値は越えない距離（及び／又は第３識別閾値より小さいが第２識別閾値より大きい、この距離の変化）は、標的が監視場所に立っていることを示し得る。
【００１９】
経時的な人間の位置又は姿勢は、上述のように観察又は測定され得る。その後、このデータは、その期間中に人間が転倒したかどうか判断するために使用され得る。一例として、感知システムは、床の上で５．５フィート（例えば１６８センチメートル）で、人間の頭に相当し得る対象を測定し得、且つ人間が感知システムの視野に入ったことを示し得る。システムは、人間の身体までの距離を監視し、比較的短期間にわたり床に接近して身体が動く様子を観察し続ける場合がある。その後、身体が、長期間（３０秒又は別の期間など）の間、例えば２フィート未満（例えば、６１センチメートル）又は別の距離で、床に比較的近接してとどまる場合、システムは後に、観察されている人間が転倒に悩んだ又は悩んでいることを示す警報信号を作る場合がある。
【００２０】
別の例として、感知システムは、人間又は動物など標的の方に向けられ得る。人間又は動物である標的の場合、標的場所は、身体の任意の部分、身体の任意の外表面、又は身体の内部構造でもよい。新たな位置又は距離、或いは感知システムからの標的までの位置又は距離の変化は、標的の身体活動又は標的場所を示すことができる。配置、位置、相対位置、場所、指示方向に関する情報、及び／又は標的と感知システムの物理的環境に関する他の物理的情報が、記録される場合もある。活動の時系列又は履歴は、秒、分、時間、日、又は年などの、幾らかの期間にわたって記録され得る。データの時間記録は、標的に関する相対的又は絶対的な活動レベルを抽出するために使用され得る。位置又は距離のデータ（例えば、生のデータ）は、低域フィルタ、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ又は無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ、ウェーブレット変換、又はこれら技術の組み合わせ、或いは他のものなどのフィルタリングを使用して、保護及び／又はフィルタ処理され得る。物理的環境情報が同様に使用される場合（例えば、監視場所、及び／又は標的以外の対象の場所又は標的場所が知られている場合）、その後、感知システムによって測定されるような距離の変化によって検知される活動は、標的の身体の異なる部分の活動に関連し得る。図２乃至７の状況は、この例である。例えば、人間がベッドに横たわり、脚を動かす場合、脚に関連する標的場所は、新たな位置又は距離の変化を備え、それらにより、動きを示すことができる。この情報は、別のシステム又はシステムの一部に保護され、及び／又は伝達され得る。活動の時間記録は、活動レベルを判定するために計算され得る。これは、標的の健康の様々な態様を評価するために使用され得る。
【００２１】
活動レベルは解析システムによって定量化され得る。例えば、活動レベルとして単に動作を識別する代わりに、解析システムは、活動レベルの規模を示す１以上の数値を作り出す場合がある。より大きな活動レベル値は、標的のより多くの動作（例えば、より大きな動作及び／又はより速い動作）を示し、一方でより小さな活動レベル値は、標的のより少ない動作（例えば、より小さな動作及び／又はより遅い動作）を示す。定量化した活動レベル値は、本明細書に記載されるように、動作事象の異なるタイプを識別するために使用され得る。例えば、比較的大きな活動レベル値は、標的が倒れたこと、標的の呼吸が速くなっていること、標的の心拍数が比較的速いことなどを示し得る。反対に、比較的小さな活動レベル値は、標的がまだ留まっていること、標的の呼吸が遅い又は全くないこと、標的の心拍数が比較的遅い又は全くないことなどを示し得る。
【００２２】
図８は、感知アセンブリ（１０）を使用して標的の呼吸を監視することを示す概略図である。感知アセンブリ（１０）は、上述のものと同様に、標的（１４）の方に向けられ、且つ、標的の標的場所（１６）又は標的位置までの距離（８０）を測定し得る。人間又は動物である標的の場合、標的場所は、身体の任意の部分、身体の任意の表面、身体の内部構造などでもよい。標的の呼吸を監視するために、標的場所は、胸部の前面、胸郭、肺、肺の周囲の他の構造、肺、及び／又は、標的による呼吸（例えば、呼吸作用）のため変化する動作を行う被験体の別の部分でもよい。下記に記載されるように、感知システムは、胸部、又は被験体による呼吸のため変化し得る標的の他の領域までの距離など、標的までの距離における非常に小さな変化を監視する能力を備え得る。
【００２３】
感知システムから標的場所までの位置及び／又は距離は、経時的に追跡又は監視される。この距離及び／又は位置の変化は、標的による呼吸を示すことができる。解析システム（１８）は、標的の呼吸動作を識別及び追跡するために、距離及び／又は位置、及び／又は、距離及び／又は位置の変化を監視することができる。他の動作（例えば、ベッド上での寝返り、ベッドでの位置の変更など）による呼吸動作の混乱を回避するために、解析システムは、距離、位置、及び／又は呼吸動作を表わす距離及び／又は位置の変化を、他の距離、位置、及び／又は呼吸動作を表わさない距離及び／又は位置の変化から隔離し得る。解析システムは、低域フィルタ、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ又は無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ、ウェーブレット変換、フィルタの組み合わせ、又は１以上の他のフィルタを加えることなどにより、感知システムによって獲得されるデータに適用される１以上のフィルタを使用して、呼吸を示す距離、位置、及び／又は、距離及び／又は位置の変化を隔離し得る。解析システム又は他のシステムは、標的の健康の様々な態様を評価するために標的の呼吸を監視することができる。解析システムは、モニター、スピーカー、触覚デバイス、光などの出力デバイス（８４）に伝えられる（例えば、送信及び／又は放送される）出力信号（８２）を生成することができる。出力信号は、視覚、聴覚、及び／又は触覚型のアラームなど、出力を生成する出力デバイスを対象とし得る。例えば、解析システムは、睡眠無呼吸に苦しむ人間に関する睡眠中の呼吸パターンを追跡し、医師が睡眠中に標的の呼吸パターンを調べることを可能にする出力信号を生成することができる。別の例として、解析システムは、幼児又は他の者の呼吸を追跡又は監視し、且つ、乳幼児突然死症候群を防ぐためなど、他の潜在的な問題又は標的による呼吸の中止を警告するために出力信号に伝えることにより、警報を作り出すことができる。
【００２４】
呼吸の監視の１つの態様において、解析システムは、身体測定、カメラ、又は他の方法等を介して、標的の胸部の全体的な物理的大きさに関する情報を備えるか、又は該情報を収集する場合もある。その後、解析システムは、この追加データを感知システムによって得た距離又は位置のデータと組み合わせることができる。胸部の側面積又は物理的大きさに関する情報と組み合わされる、胸部の正面の距離又は位置の変化は、一回呼吸気量など、肺に取り込まれ、後に肺から排出される空気の量を計算するために使用され得る。
【００２５】
感知システムと解析システムの例は、付加的又は代替的に、標的の心臓機能を追跡又は監視するために使用され得る。感知システムによって使用される標的場所は、胸部の正面、胸郭、心臓の周囲の別の構造、心臓、及び／又は、標的の心拍周期により動作する別の場所を含み得る。この標的場所は追跡され、又は感知システムと標的場所の間の距離又は位置が測定され、及び標的の心臓の機能化を示すことができる。しかし、呼吸の監視に関して上述したものと同様に、感知システムによって追跡される幾つかの動作は、心臓周期以外の作用から生じるものの場合もある。位置又は距離のデータ（例えば生のデータ）は、他の動作から心臓機能を表わす動作を隔離するために、本明細書に記載の１以上のフィルタを使用して、解析システムによって保護及び／又はフィルタ処理され得る。解析システムは、標的の心臓機能が解析されるのを可能にするために、出力デバイスへと出力信号を生成することができる。
【００２６】
１つの態様において、解析システムは、感知システムによって生成されたデータを調べるために複数のレベル又はバージョンのウェーブレット変換を同時に（又は共に）使用し得る。解析システムは、感知システムによって測定且つ生成されるような、生の位置又は距離のデータから、心臓又は胸部又は他の身体構造までの心臓信号を抽出するために、ウェーブレット変換を使用することができる。更に、複数のレベルのウェーブレット変換は、心臓信号を抽出及び／又は再構築するために解析システムによって使用され得る。典型的なウェーブレット変換は、Ｓｙｍｍｌｅｔ−６又はＤａｕｂｅｃｈｉｅｓ−８のウェーブレットなど単一のウェーブレットを使用する一方で、解析システムは、心臓信号を抽出するために１より多くのウェーブレットを使用して、生の距離、位置、又は動作のデータを処理することができる。加えて、上記方法の両方が共に使用され得、例えば、複数のレベルのＳｙｍｍｌｅｔ−７及びＤａｕｂｅｃｈｉｅｓ−１０のウェーブレットが、心臓信号を抽出するためにウェーブレット変換において使用され得る。
【００２７】
図９は、感知アセンブリ（１０）を使用して標的（１４）の歩行及び／又は平衡を監視することを示す概略図である。感知システムは、人間又は動物など標的の方に向けられ得る。一例において、標的場所（１６）は、標的の任意の部分、標的の任意の表面、標的の内部構造、又は別の場所でもよい。
【００２８】
感知システムは、標的上に様々な標的場所を備え、及び／又は多数の感知システムが使用され得、２以上の感知システムは、同じ標的上に異なる標的場所を備えている。例えば、感知システムによって生成されるレーダービーム、又は感知システムの視界に、多数の標的場所が存在してもよい。一実施形態において、感知システムは、多数の標的場所を区別することができない場合もある。例えば、感知システムは、多数の標的場所の距離、位置、及び／又は動作を、互いから分離することができない場合もある。感知システムは、多数の標的場所までの位置及び／又は距離の重ね合せ又は加算を測定することができる。その後、解析システム（１８）は、位置及び／又は距離の様々な観測値、又は標的場所の位置及び／又は距離のパターンを抽出或いは計算するために、本明細書に記載されるようにデータを処理し得る。
【００２９】
感知システムは、立っている又は歩いている標的（例えば人間又は動物）の方へ向けられ得る。感知システムは、位置及び／又は距離のパターン、又は標的が経路に沿って移動する際の標的の動作を測定するために、水平に向けられ得る。その後、解析システムは、感知システムによって得た距離及び／又は位置から標的の歩行又は平衡に関する情報を抽出又は計算し得る。これは、被験体の健康の様々な態様を評価するために使用され得る。
【００３０】
例えば、感知システムは、標的の１以上の標的場所及び感知システムまでの距離を感知し、及び／又は解析システムは、１以上の標的場所の位置及び／又は距離の時間記録を作る時間に関する距離を監視し得る。前記記録は、様々な異なる位置及び／又は距離、及び、前記位置及び／又は距離が測定された時間（例えばタイムスタンプ）を含み得る。この記録から、標的及び／又は１以上の標的場所の動作、スピード、速度、及び／又は動作ベクトルは、第１差分法（ｆｉｒｓｔ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｍｅｔｈｏｄ）又は別の技術の使用などにより、解析システムによって計算され得る。代替的に、標的及び／又は１以上の標的場所までの位置及び／又は距離の合計の変化は、動作の総和又は別の技術などにより、解析システムによって計算され得る。標的の初期条件又は境界条件が知られる場合、解析システムはその後、標的及び／又は１以上の標的場所の実際の位置及び／又は距離を判定するために、感知システムによって感知された距離及び／又は場所を、これらの条件と比較し得る。これら境界条件は、感知システムから壁、天井、床、家具などまでの場所及び／又は距離などの、標的の周囲又は付近の表面の実際の位置を含み得る。この計算した動作又は計算した位置は、本明細書に記載される感知システムの用途の様々な実施形態及び例において互換的に使用され得る。
【００３１】
図１０は、複数の感知システム（３１０４）（３１０６）を使用して異なる標的場所にある共通の標的（１４）を監視することを示す概略図である。感知システム（３１０４）（３１０６）は各々、別個の感知アセンブリ（１０）を表わし得る。上述の活動感知（ａｃｔｉｖｉｔｙ  ｓｅｎｓｉｎｇ）の場合には、１つの感知システム（３１０４）は、標的（１４）の上部（３１００）（例えば、頭部及び／又は胴）に向けられ、別の感知システム（３１０６）は下部（３１０２）（例えば、脚）に向けられ得る。このように、同じ標的の異なる部分の活動は、図１０に示されるように、感知システムによって別々に監視され得る。
別の例として、１つの感知システムは、標的の胸部に向けられ、別の感知システムは標的の腹部（例えば、腹）に向けられ得る。
上述のように、これら感知システムは、呼吸中に生じ得る、別個の感知システムによって監視される胸部の動作及び腹部の動作として、標的の呼吸を判定するために使用され得る。解析システムは、奇異呼吸又は強制呼吸などの異常呼吸パターンを判定するために、感知システムによって提供されるデータを調べ得る（例えば、比較する）。例えば、感知システムによって検知される動作の変化は、胸部及び／又は腹部の動作の変化のテンプレート又は既知のパターンと比較され得る。異なるテンプレート又は既知のパターンが、異なる異常呼吸事象に関係し得る。解析システムは、これらのテンプレート又は既知のパターンのどちらが感知システムにより得た実データによって一致されるか（又は、テンプレート及び／又は既知のパターンのどちらが、１以上の他のテンプレート又はパターンよりも実データによって密接に一致されるか）を判定し、及び標的に生じるようなこのテンプレート又はパターンに関連する異常呼吸事象を識別することができる。それ故、これら多数の感知システムは、個々の感知システムにより提供され得る、距離、位置、又は動作の測定値に関する、より正確な場所、配向、又はコンテキストを判定するために使用され得る。
【００３２】
図１１は、標的（１４）の動作を監視するために感知システム（４１００）を使用する例を示す。感知システム（４１００）は、図１に示される感知アセンブリ（１０）を表わし得る。図１１において、感知システム（４１００）は、感知システム（４１００）に対して標的が動く際の、標的までの距離（例えば、距離（４１０２Ａ）（４１０２Ｂ）（４１０２Ｃ））を測定し得る。標的の動作は経路（４１０４）によって表わされる。示されるように、標的は、経路の直線又は略直線のセグメント（４１０６）に沿って移動し、その後、経路の曲線又は略曲線のセグメント（４１０８）に沿って移動する。曲線セグメント（４１０８）は、一定又は略一定の半径を備え得る。
【００３３】
感知システム（４１００）（及び／又は本明細書に記載の解析システム）は、距離（４１０２）の変化に基づき、直線セグメント（４１０６）、次に曲線セグメント（４１０８）（又はその逆）に沿った標的の動作を検知することができる。距離（４１０２）は、標的が直線セグメントに沿って移動すると変化し、その後、標的が曲線セグメントに沿って移動すると略同じ状態に留まり得る。例えば、感知システム（４１００）は、距離（４１０２Ａ）から距離（４１０２Ｂ）まで減少し、その後、距離（４１０２Ｂ）から距離（４１０２Ｃ）まで同じ（又は略同じ）状態に留まる場合の、距離（４１０２）を測定し得る。その後、感知システム（４１００）（及び／又は、解析システム）は、距離（４１０２）のこれらの変化のため、標的が、経路の直線セグメント、次に経路の曲線セグメントに沿って移動したことを判定し得る。
【００３４】
図１２は、標的（１４）の動作を監視するために複数の感知システム（４１００）（４２００）を使用する例を示す。感知システム（４２００）は、図１に示される別の感知アセンブリ（１０）を表わし得る。図１２において、感知システム（４１００）は、標的までの距離（４１０２）（例えば、距離（４１０２Ｂ）、（４１０２Ｃ））を測定し、感知システム（４２００）は、標的が感知システムに対して移動する場合の標的までの距離（４２０２）（例えば、距離（４２０２Ａ）、（４２０２Ｂ））を測定し得る。標的の動作は経路（４１０４）の曲線セグメント（４１０８）によって表わされる。
【００３５】
感知システム（４１００）（４２００）（及び／又は本明細書に記載の解析システム）は、距離（４１０２）及び／又は（４２０２）の変化に基づいて、曲線セグメント（４１０８）に沿った標的の動作を検知することができる。感知システム（４１００）によって測定される距離（４１０２）は、上述のように、標的が経路の曲線セグメントに沿って移動する時には変化しない。しかし、他の感知システム（４２００）によって測定される距離（４２０２）は、この同じ動作中に変わり得る。例えば、感知システム（４２００）は、距離（４２０２Ａ）から距離（４２０２Ｂ）まで増加する場合の距離（４２０２）を測定し得る。その後、感知システム（４１００）（４２００）（及び／又は、解析システム）は、これらの距離（４１０２）（４２０２）に基づいて、経路の曲線セグメントに沿って標的が移動したことを判定することができる。
【００３６】
付加的又は代替的に、解析システムは、第２差分法又は別の技術などにより、加速度及び／又は標的の加速度ベクトル及び／又は１以上の標的場所を判定するために時間記録を使用し得る。任意に、感知システム及び／又は解析システムは、標的及び／又は１以上の標的場所の動作の時間記録を判定及び作成し得る。解析システムは、第１差分法又は別の技術などにより、標的及び／又は１以上の標的場所の加速度を計算するために前記時間記録を使用し得る。代替的に、感知システム及び／又は解析システムが、標的及び／又は１以上の標的場所の加速度の時間記録に関するデータを生成する場合、その後、標的及び／又は１以上の標的場所の動作及び／又はスピードの合計の変化は、加速度の総和又は別の技術などにより、計算され得る。その後、解析システムは、計算した動作からの合計の位置又は距離の変化を計算し得る。代替的に、位置又は距離の合計の変化は、第２積分法又は別の技術等により、加速度から直接計算され得る。標的の初期条件又は境界条件が解析システムに知られている場合、その後、解析システムは、標的及び／又は１以上の標的場所の絶対速度又は位置を計算し得る。
【００３７】
図１３は、感知アセンブリ（１０）によって得られ、且つ標的（１４）の動作のパラメータを（例えば、解析システムにより）計算するために使用され得るデータを示す。本明細書に記載されるように、感知システムは、標的の位置データ（５２００）を識別するために、標的までの距離を測定することができる。位置データは、標的と感知システムの間の距離、又は標的の場所を表わす他の情報を表わし得る。位置データは、時間を表わす水平軸（５２０２）及び規模を表わす垂直軸（５２０４）と共に図１３に示される。例えば、位置データに関して、縦軸に沿ったより大きな値は、感知システムと標的の間のより長い距離を表わし、一方で縦軸に沿ったより小さな値は、感知システムと標的の間のより短い距離を表わし得る。
【００３８】
解析システム（及び／又は感知システム）は、標的の速度データ（５２０６）を判定するために、時間に対する位置データの変化を計算することができる。速度データはまた、水平及び垂直の軸と共に示される。速度データに関する垂直軸に沿った値の規模は、標的の速い又は遅い移動速度を表わし得る。解析システム（及び／又は感知システム）は、標的の加速度データ（５２０８）を判定するために、時間に対する速度データの変化を計算することができる。加速度データはまた、水平及び垂直の軸と共に示される。加速度データに関する垂直軸に沿った値の規模は、標的の移動速度の速い又は遅い変化を表わし得る。
【００３９】
それ故、動作又は速度及び加速度は、感知システムによって得た位置又は距離の情報から計算され得る。動作又は速度、及び位置又は距離は、加速度から計算され得る。例えば、解析システムは、標的の移動速度を得るために時間に対する加速度データを積分し、及び／又は、標的の位置又は場所を判定するために時間に対する速度データを積分することができる。位置又は距離は、速度又はスピードから計算され、また、加速度は速度又はスピードから計算され得る。上述のように、これら計算には特定の制限が存在するが、このセクションに記載される情報の様々なソース又は形態（位置／距離、動作／スピード、加速度）が、適宜互換的に使用され得ることが、本明細書に記載の全ての方法及びデバイス及びシステムにより理解されねばならない。
【００４０】
１つの態様において、感知システム及び／又は解析システムは、病院又は他の医療施設に入院中の人間の患者などの標的に関するバイタルサイン（又は他の情報）を監視するために使用される、１以上の他のセンサーの代わりに使用され得る。本明細書に記載されるように、動作、呼吸、心臓機能、活動、転倒などを表わすデータは、感知システムによって得たデータから抽出され得る。このデータは、他の種類のセンサーを使用して得たデータに類似又は同一のバイタルサイン信号を生成するために、解析システムによって解析され得る。解析システムからのこれらバイタルサイン信号は、同じ情報を表わし、及び／又は、他の種類のセンサーによって集められたバイタルサイン信号又は他の信号と区別することができない場合もある。結果的に、感知システム及び／又は解析システムによって得た及び／又は生成したバイタルサイン又は他の信号は、同様の情報又はバイタルサインを監視するために使用される他のセンサーの代わりに使用され得る。このように、感知システム及び／又は解析システムは、以前は他の手段を使用して情報を収集していた既存のシステムにおいて使用され得る、１以上の「バーチャルセンサー」又は「バーチャルセンサー信号」として使用され得る。例えば、病院において、患者は、心拍周期、呼吸、及び活動水準を表わす信号などの、様々なバイタルサイン又は他の信号を集めるために、複数のセンサーを着用する必要があり得る。上述のように、感知システム及び／又は解析システムは、患者によって着用されたセンサーの代わりに、又は該センサーに加えて、使用され得る。感知システム及び／又は解析システムは、多くの患者の健康を監視するために、システムに更に変化を加えることなく、病院の情報管理システムによって使用され得るバーチャルセンサー信号を生成することができる。
【００４１】
感知システムの物理的環境及び配向に関する、更なる情報（例えばメタデータ）が、捕捉され得る。この情報は、配置、位置、相対位置、場所、指示方向、配向に関する情報、及び標的及び／又は標的の近くの他の対照の物理的環境に関する他の物理的情報を含み、且つ感知システムは同様に記録され得る。これは、感知システム自体に関する情報、同様に、物理的近傍性における他の対象、及び壁などの環境の境界についての情報も含み得る。この情報はまた、材料及び大きさなどの対象に関する情報を含み得る。例えば、メタデータは、「感知システムは天井に取り付けられ、人間の胴が通常通りにあるベッドの真下に向けられる。ベッドのヘッド付近にテーブルがある。」など、文書化した形態をとることができる。情報はまた、コンピュータ、他のロジック、計算、又は情報システムによって使用可能な形態でもよい。情報はまた、感知システムの周囲の環境の１以上の写真などを介して、自動的に記録され得る。この情報は、標的場所と、標的のベルの部分、又は観察下にある別の対象との間の関連性を判定するために使用され得る。解析システムは、これら他のセンサーによって得たデータを受け取り、データを組み合わせ、及び／又は該データを、前記関連性を判定するために感知システムによって提供されるデータと比較し得る。
【００４２】
例えば、複数のセンサー（センサーとして感知システムを含む）は、同じ標的を監視及び／又は調べるために平行して使用され得る。これらセンサーの１以上は、感知システムのレーダセンサーの場合などのように限定された視界を備え、そこでは、レーダービームは、７度しか広がらず、又は幾つかの他の限定された範囲しか広がらない。異なるセンサーは、同じ標的の異なる部位の方に多数の感知システムを配向することなどにより、同じ標的の異なる部分に向けられ得る。
【００４３】
標的の一部である標的場所を感知する代わりに、又はそれに加えて、感知アセンブリ（１０）は、一部ではないが標的に関連する対象の標的場所までの距離、及び／又はその位置を測定する場合がある。標的は、標的全体を構築する、標的に対して内部又は外部にある、様々な構造又は部分に関係し得る。加えて、標的に関する距離又は位置を備えるが標的の一部でない、他の間接的な標的も、存在し得る。感知システムは、標的に関する情報を抽出するために、これら間接的な標的の距離、位置、及び／又は動作を判定することができる。例えば、人間が椅子に座り、椅子の後部のみが感知システムの感知範囲内にあれば、その後、感知システム及び／又は解析システムは、椅子に座る人間の存在を判定するために、実際に人間を感知することなく、椅子の屈曲又は他の動作を感知する場合がある。別の例として、感知システムはまた、標的に関連する毛布又は衣類の距離又は位置も感知する場合がある。
【００４４】
付加的に又は代替的に、感知システム及び／又は解析システムは、個々の人間を識別及び／又は人間を区別するために使用され得る。解析システムは、ウェーブレット又は他の信号処理技術、パターンマッチング、人工知能、或いは他の方法を使用して、感知システムによって測定され、且つ人間又は動物の１以上の標的場所に関係する、距離、位置、及び／又は動作のパターンを抽出することができる。個々の人間に関するバイタルサインを抽出するために使用されるパラメータも、個人を識別するために使用され得る。例えば、解析システムは、１以上の感知システムから得られるような既知の個々の人間に関する位置及び／又は距離、又は動作の１以上のパターンを記録することができる。１以上のパターンは、その個々の人間に特有なものであり、又は、一致又は類似のパターンを備える２以上の個人がいる可能性は、異なる個人に関連するパターンを使用して個人が識別され得るほど、比較的小さな場合がある。付加的に又は代替的に、識別は、個人の既知の集団内で有用な場合もある。解析システムは、与えられた場所（例えば、老人ホーム）にあると知られる個人の集まりに関連した距離及び／又は動作のデータの一連のパターンへのアクセスを含むか、又は備え得る。解析システムは、感知システムによって得た距離及び／又は動作のデータからこのセットの外側にいる個人を識別することができないこともあるが、セット内でそれらの個人を識別することが可能な場合もある。例えば、識別が指紋ほど特有なものでない一方で、しかし、識別は、観察下にある被験体が、既知の可能な被験体の集まりからの特定の人間、例えば老人ホームにいる特定の人間であるようには十分である。
【００４５】
１つの態様において、感知システムは、別の対象の内部又は後部に、視界から隠され得る。感知システム（及び関連するアンテナ）は、感知システムに非常に接近して置かれる材料に耐性を持つように設計され得る。（以下に記載のような）感知システムによって放射される電波は、材料に浸透して、感知システムが適切に作動するのを可能にし、一方で、セキュリティ、美学的原理、又は他の目的のために視界から隠されたままにされる。例えば、感知システムは、壁にかかっている絵画又は他のアートワークの後ろに取り付けられ、該感知システムは、絵画の後ろの空洞内に取り付けられ得る。別の例として、感知システムは、家の天井に取り付けられ、該感知システムの前面は、天井の表面と同じ高さにある。その後、感知システムは、天井と一致するように上塗りされ、それにより、感知システムを隠す。
【００４６】
図１６は、感知アセンブリ（１０）と、少なくとも１つの追加の感知システム（７００２）とを備える、感知システム（７０００）の組み合わせの実施形態を示す。感知システム（７００２）は、感知アセンブリ（７００２）が、感知アセンブリ（１０）と同じ標的（１４）を調べるために異なる技術及び／又は媒体を使用するという点で、感知アセンブリ（１０）（図１６における「距離センサー」）と異なる場合がある。
【００４７】
図示された例において、感知アセンブリ（１０）は、標的又は標的の位置までの距離を測定する。標的場所は、感知アセンブリ（１０）に最も近い皮膚の外表面、或いは標的上の他の部分、又は手術中などの身体の別の露出した部分でもよい。追加の感知システム（７００２）は、１以上の光源及び／又は光学センサー（７００４）（７００６）を含む。これらのソース及び／又はセンサーは、レーザーなどの光生成装置を備える場合もあり、該装置は、感知アセンブリ（１０）が監視している同じ標的場所にある、又はその付近にある、皮膚などの標的を照らすために標的の方に向けられる。前記ソース及び／又はセンサーはまた、光源において使用されるような光の同じ波長に敏感な、１以上の光受信器を含み得る。光の異なる吸収及び反射は、光受信器によって測定される。光の異なる波長の吸収及び反射の異なる規模は、反射するパルスオキシメトリーに似た方法で使用され得る、標的の血液に溶けた酸素の量によって影響される。
【００４８】
本明細書に記載される組み合わせのシステムは、光の反射及び吸収のデータとして同時に距離又は位置のデータを捕捉し、例えば６フィート（例えば１．８メートル）以上離れて、血液中の酸素レベルを計算するために典型的に使用される長い距離から、血液中の酸素の量を計算することができる。感知アセンブリ（１０）によって得た距離又は位置のデータは、光受信器から患者又は該患者の身体構造までの距離のため、光受信器での反射光の低受信光学パワー（ｌｏｗｅｒ  ｒｅｃｅｉｖｅｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｏｗｅｒ）を補正する又は補償するために使用され得る。例えば、感知システムアセンブリ（１０）と患者の間の距離が増加するにつれ、患者に反射するレーザー光の定量化した量（例えば、どのくらいのレーザー光が、患者に反射した後に光センサー又はメーターによって受け取られたかを表す、測定された量）は、距離の増加により減少する。反対に、この距離が減少するにつれ、反射光の量は増加し得る。解析システムは、この量に対する、患者と感知システムの間の距離の影響を補正するために、反射光の測定された量に補正因子を適用することができる。例えば、より大きな距離に関して、解析システムは、距離に比例する量の分だけ、反射光の量を増加させる場合がある。付加的に又は代替的に、解析システムは、距離に比例する量の分だけ、反射光の量を減少させることができる。任意に、別の技術が、反射光の測定された量を補正するために使用され得る。その結果、反射光の補正された量は、より正確に、標的対象（例えば患者）の血中酸素濃度を表わし得る。
【００４９】
図１４は、解析システムによるデータ処理を表わし得る、情報処理のフロー図を示す。解析システムは、標的のバイタルサイン又は他の信号など、感知システムによって得た距離又は位置のデータから様々な信号（例えば、情報）を抽出する又は計算することができる。一旦、特定の信号が、感知システムによって得たデータから分離されると、分離された信号は、他の信号を識別するために使用され、及び／又は、元のデータストリームに残るデータが再処理され、不明瞭な他の信号を抽出するように、感知システムからの元のデータストリームから取り除かれ得る。
【００５０】
例えば、生のデータ信号（６３００）は、感知システムから解析システムへと提供され得る。生のデータ信号は、感知システムと標的の胸部の間の距離など、標的の位置を表わすデータを含み得る。解析システムは、図１３に関連して上述されるものと同様に、（６３０２）にて、このデータから胸部の動作を計算する（例えば、抽出する）ことができる。例えば、解析システムは、時間に関する、感知システムと胸部の間の距離の変化を計算することができ、これらの変化は、生のデータ信号（６３００）から抽出される呼吸パターン信号（６３０４）を表わし得る。呼吸パターン信号（６３０４）は、胸部の正面の動作を表わし、及び／又は胸部の正面の動作を再現するために使用され得る。
【００５１】
解析システムは、図１３の（６３０６）にて生のデータ信号（６３００）から呼吸パターン信号（６３０４）を取り除くことができる（例えば、控除する）。生のデータ信号（６３００）（及び／又は、生のデータ信号の部分集合）からの呼吸パターン信号（６３０４）の除去は、（例えば（６３０８）にて）結果として心臓信号（６３１０）の抽出をもたらすことができる。心臓信号は、標的の呼吸（例えば、呼吸パターン信号）に関連しない又はそれにより表わされない、患者の心臓の動作を表わすことができる。代替的に又は付加的に、心臓信号は、呼吸パターン信号を最初に計算することなく、生のデータ信号から直接抽出され得る。例えば、生のデータ信号は同時に処理され得、又は生のデータ信号のコピーは、同じ生のデータ信号から、同じ期間で、又はその期間中、呼吸パターン信号及び／又は心臓信号を同時に抽出するために、解析システムにより同時に処理され得る。例えば、生のデータ信号は、呼吸パターン信号を抽出するために低域フィルタを使用して解析システムによって処理され得、及び、生のデータ信号のコピーは、心臓信号を抽出するためにウェーブレット変換を使用して同時に解析システムによって処理され得る。その結果、複数の信号が、生の位置又は距離のデータの１つのストリームから同時に、又は連続して抽出され得る。更に、同じ信号は、直接又は処理したデータからなど、多数の方法で抽出され、信号のより優れた推定値又は測定値を獲得する。
【００５２】
付加的に又は代替的に、標的の１以上の他の信号が、生のデータ信号（６３００）から得られる場合もある。例えば、呼吸パターン信号（６３０４）を取り除いた（例えば、フィルタ処理した）後に、心臓信号（６３１０）、及び／又は１以上の他の信号、又は生のデータ信号の一部、追加の健康信号（６３１２）は、生のデータ信号の残りから（６３１４）にて留まるか、又は別々に抽出され得る。この追加の健康データ信号は、標的の１以上の他のバイタルサインを表わすことができる。呼吸パターン信号、心臓信号、追加の健康データ信号の１以上が、解析システムにより、前記信号を使用して標的の健康又は状態を監視する１以上の他のシステムに、出力され得る。
【００５３】
本明細書に記載される技術は、情報収集を増強するために、又は被験体（例えば、人間又は動物）のより包括的な理解を獲得するために、任意の組み合わせで個々に又は共に使用され得る。代替的に、本明細書に記載される技術の一部（ｓｕｂｓｅｔ）は、必要とされるように、本明細書に記載されるバイタルサインの一部を収集、抽出、又は計算するために使用され得る。
【００５４】
本明細書に記載される技術は、限定されないが、人間又は動物などの標的の存在、位置又は姿勢、活動、呼吸及び心臓信号を含む、上記の様々な信号、或いは他のものを抽出するために、個々に、又は１以上の組み合わせで使用され得る。これら抽出した信号又は計算した信号は、標的の健康を評価するために、個々に、又は１以上の組み合わせで使用され得る。信号は、限定されないが日、週、月、又は年を含む時間にわたり、記録され得る。その後、信号のこれら時間記録は、より複雑な健康の測定値又はパターンを抽出するために使用され得る。例えば、標的が眠っている間の一晩のデータの時間記録は、標的の睡眠に関する睡眠健康又は他のメトリクスを計算するために、解析システムによって使用され得る。感知システムが一か月の間（又は他の期間）、この毎晩の記録を集め続ける場合、その後、解析システムは、標的の睡眠パターンの全体的な評価を計算することができる。別の例として、複数の感知システムは、高齢の又は他の危険な状態にある人間の家の周りに配され得る。感知システムからの様々な信号は、経時的に記録され得る。初期の期間は、標的に関する基線又は基準活動、及びバイタルサインのパターンを確立するために使用され得る。その後、感知システム及び／又は解析システムは、長期間の間、これら信号の監視を進め、標的の健康の変化又は衰えを示し得る基線パターンから偏差を調べることができる。例えば、システムは、長期間にわたりこれらパターンを監視することができる。パターンが経時的に推移する又は衰える場合、その後、標的の健康は衰えていると判定される。解析システムは、看護士、医師、配偶者などの、介護者又は他の医療従事者に通知することができ、又は別のシステムは、被験体の治療を行うために幾つかの工程を取らねばならないことを通知することができる。
【００５５】
解析システムは、感知システムによって提供される、抽出された又は計算された信号を調べることにより、標的の健康又は状態に関する報告書を自動的に作成することができる。睡眠、日常生活動作、又は他の健康或いは福祉の測定値に関する観察を行うために、様々なアルゴリズムが、集めた信号に適用され得る。その後、報告書が当事者に送達される。受け取る者は、自身の健康を追跡する被験体自身でもよい。報告書の受取人は、標的の健康を追跡する介護者又は医師でもよい。
【００５６】
本明細書に記載されるシステムは、人間又は動物などの標的に関連する、１以上の標的場所の生の距離、位置、動作、及び／又は加速度のデータを集める又は送信し得る。感知システム及び／又は解析システムは、更なる処理、保存、及び／又は他の目的のために、別の計算システム又は電子システムに、このデータを伝達し得る。生のデータは、長期間、又は無期限にも保存され得る。後に、生のデータ上で最初に行なわれなかった解析が、行われ得る。分析が最初に行なわれなかった理由は、ユーザーが解析に対する支払いを行わない、又は解析が単に必要なものでないなど、多くの要因によるものであり得る。代替的に、同じ生のデータを使用できる新しい技術が開発され、又は、該データを使用できる新たな研究又はアルゴリズムが出現し得る。その後、将来のどの時点でも、ユーザー又は介護者は、データの遡及した解析又はスクリーニングを要求し、及び／又はそれに対する支払いを行うことができる。加えて、別の実体は、データの新しい解析を要求し得る。
【００５７】
代替的に又は付加的に、被験体の結果及び医療記録は、追跡又は記録され得る。１以上のユーザーからのこの健康或いは医療の情報は、睡眠又は日常生活動作など、生のデータ、又は抽出した或いは計算した信号或いはバイタルサイン、又は抽出した或いは計算した健康測定値と、比較され得る。全てのこのデータの長期的な傾向及びパターンは、１以上のユーザーにわたって、ユーザーにおいて新たに発生した状態の指標を判定するために使用され得る。例えば、監視され、その後心臓発作が生じた被験体のデータを比較することにより、心臓発作が次の数日又は数週間などと切迫していることを示す、特定の呼吸パターンが識別されることが、起こり得る。
【００５８】
図１５は、感知アセンブリ（１０）により得たデータ、及び／又はこのデータに基づき解析システム（１８）により生成される信号への第三者アクセスを提供するように構成される、アクセスシステム（７０００）の概略図を示す。感知システム（図１５中、「センサー」）は、人間又は動物などの標的（１４）に関連する、１以上の標的場所の生の距離、位置、動作、及び／又は加速度のデータ（６３００）を集める又は送信し得る。感知システムは、有形且つ固定のメモリーデバイス（７００２）にデータを保存する等により、更なる処理、保存、又は他の目的のために、別の計算システム又は電子システム（例えば、図１５中、「圧縮、分析」と示される解析システム（１８））に、このデータを伝達し得る。前記メモリーデバイスの例は、限定されないが、磁気ディスク及び／又は光学ディスクを含む。
【００５９】
生の距離又は位置のデータは、長期間、又は無期限にも、メモリーデバイスに保存され得る。１以上の第三者システム又はユーザー（７００６）は、アプリケーション・プログラム・インターフェース（ＡＰＩ）（７００４）の使用などにより、記憶データにアクセスし得る。それ故、感知及び／又は解析システムによって提供されるサービスは、第三者によって拡張され得る。これら第三者は、ＡＰＩを通じて本明細書に記載されるデータ、信号、及び／又は測定値にアクセスし、且つ、ユーザー、被験体、又は介護者への他のサービスを行うために、データを、他の外部情報、ノウハウ、方法、又はアルゴリズムと組み合わせ得る。
【００６０】
図１７は、解析システム（１８）の実施形態の概略図である。解析システム（１８）は、様々なデバイス及びユニットを含み、様々なデバイス及びユニットは、１以上のプロセッサ、電子回路、メモリ、アンテナ、トランシーバー及び関連するハードウェア回路、レシーバー及び関連するハードウェア回路などの、１以上のコンピューターハードウェアアセンブリに埋め込まれ得る。入力デバイス（８０００）は、感知アセンブリ（１０）から生のデータ信号（６３００）、入力デバイス（８０００）の操作者からの入力、感知アセンブリ（１０）以外の１以上のシステム又はセンサーからのデータなど、１以上の外部ソースからの入力を受け取る。制御ユニット（８００２）は入力を受け取り、受け取った入力を処理する及び／又は保存する。例えば、制御ユニット（８００２）は、後の調査のためにメモリーデバイス（７００２）に生のデータを蓄え、及び／又は、生のデータが、（データの通信、及び制御ユニット（８００２）へのデータのルート形成に関連した、典型的な時間の遅れを含み得る）感知システムから受け取られるように、生のデータを調べ得る。制御ユニット（８００２）は、ある場所にいる標的（例えば、ベッド又はイスにいる人間）の存在を検知するため、標的の姿勢を監視するため、標的が転倒するのを検知するため、標的の活動レベルを監視するため、標的（例えば、部屋を動き回る人間）の異なる場所を追跡するため、ある場所（例えば、定められた境界を持つ部屋又は他の領域の中）にいる標的の実際の場所を識別するため、標的の動作の速度及び／又は加速度を計算するため、（例えばパルスオキシメトリー又は別の使用のため）標的を監視するために感知システムから得たデータを別のシステムにより提供されるデータと比較するため、様々な潜在的な異なる標的の中からある標的を識別するため（例えば、異なる標的に関連した異なる動作パターンから人間を識別するため）などの目的で、本明細書に記載されるような入力を調べ得る。
【００６１】
出力デバイス（８００４）は、解析システムの外部で、他のシステムや人間などに通信される１以上の出力信号を生成する。例えば、制御ユニットは、心臓信号や呼吸パターン信号などを生成し、及び、出力デバイスは、解析システムの外側のシステムにこれら信号を伝達する場合がある。別の例として、出力デバイスは、感知システムによって得た及び／又は解析システムによって調べられた情報を視覚的に提示するために、表示装置に、データ信号、警報、又は他の情報を伝達する場合がある。
【００６２】
１つの態様において、出力デバイスは、この情報、抽出又は計算した信号、又は他の健康測定値或いはバイタルサインをユーザーに視覚的に提示し、又はほぼ同時に他の場所で使用するために信号を別のシステムに伝達する、ディスプレイを含む。例えば、病棟における多数の被験体のデータ及び信号は全て、看護士が中枢部から被験体又は患者を継続的に監視できるように、ナースステーションにあるディスプレイに送られ得る。上記のように、データ及び信号はまた、将来の使用のために保存され得る。
【００６３】
感知及び／又は解析システムは、同様に更なる用途のために使用され得る。例えば、標的に関連した１以上の標的場所の生の距離、位置、動作、及び／又は加速度のデータは、人間又は動物などの被験体の健康又は病状に関係する信号又は測定値を抽出するか計算するために、使用され得る。このデータ及び／又は信号は、被験体の睡眠の健康又は状態を評価するために使用され得る。データ及び／又は信号は、被験体の睡眠段階、又は被験体の睡眠／目覚めのサイクル、概日リズム、ヒプノグラム（ｈｙｐｎｏｇｒａｍ）、活動グラフ、又は睡眠の他の測定値を定量化するために使用され得る。付加的に又は代替的に、データ及び／又は信号は、様々な睡眠状態、又は、睡眠無呼吸、不眠症、或いは他のものなどの異常性について診断又はスクリーンするために使用され得る。
【００６４】
彼らが認識又は同意している、若しくはしていない人（ａ  ｐｅｒｓｏｎ  ｅｉｔｈｅｒ  ｗｉｔｈ  ｔｈｅｉｒ  ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ  ｏｒ  ｃｏｎｓｅｎｔ  ｏｒ  ｎｏｔ）に関する情報を収集するために使用される場合、バイタルサインデータ、又は他のデータ或いは信号は、その人が嘘をついている又は偽っている（ｕｎｔｒｕｔｈｆｕｌ）かどうかを判定するために使用され得る。例えば、特定の呼吸パターン、心拍周期、又は他の動作が、メモリーデバイス装置中で嘘をついている人間に関係し得る。解析システムは、監視されている人間が嘘をついているかを判定するために、実際の呼吸パターン、心拍周期、又は他の動作を、既知の呼吸パターン、心拍周期、或いは嘘をついている人間に関連する他の動作と比較することができる。
【００６５】
別の例として、患者又は被験体の経時的な呼吸は、人間が様々な花粉に対してアレルギーを持つかどうか、及びどの花粉であるかを判定するために、付近における花粉数データと比較され得る。別の例として、睡眠健康測定値は、睡眠不足を引き起こす時間又は事象を判定するために、人間の電子カレンダー・データと比較され得る。
【００６６】
本明細書に記載されるように、１つの実施形態において、感知システムは、第１のレーダー感知アセンブリと、解析システムとを備える。第１のレーダー感知アセンブリは、レーダーを用いて、異なる時間に、第１標的位置までの複数の距離を測定する。解析システムは、第１のレーダー感知アセンブリから複数の距離を受け取り、第１のレーダー感知アセンブリによって測定された複数の距離の差を計算することにより、異なる時間に第１標的位置で標的対象の動作を定量化する。解析システムは、計算される複数の距離の差を用いて、第１標的位置での標的対象の動作を示す１つ以上の第１の定量化された活動レベル値を生成する。随意に、解析システムは、距離の差を使用する代わりに、または、使用することに加えて、距離を用いてもよい。例えば、ひとの姿勢、活動、転倒、または、他の動作に関連する出来事を特定するために測定される距離の変化を計算する代わりに、感知システムは、ひとまでの絶対的な距離（例えば、０．５メートル、２ミリメートル、３２．４５６２センチメートル、またはそれ以外の距離といった実際の距離）を測定してもよく、解析システムは、人間の動作または出来事を特定するために絶対的な距離を用いることができる。距離の差は相対的な変化を表すため相対距離と呼ばれることもあるが、絶対距離そのものを表さないこともある。
【００６７】
１つの態様において、解析システムは、レーダー感知アセンブリによって測定される複数の距離または複数の距離の差の少なくとも１つを用いて、人間の姿勢を決定する。姿勢は、人間のある面に立つ、座る、または、横たわるといった行為の少なくとも１つを含む。
【００６８】
１つの態様において、解析システムは、計算される複数の距離または複数の距離の差の少なくとも１つを用いて、共通する標的位置での標的対象の存在を決定する。
【００６９】
１つの態様において、感知システムは、レーダーを用いて、異なる時間に第２標的位置までの複数の距離を測定する第２レーダー感知アセンブリも含む。第２標的位置は第１標的位置とは異なり得る。解析システムは、第２レーダー感知アセンブリによって測定された複数の距離の差を計算することにより、第２の標的位置での標的対象の動作を定量化し、第２の標的位置での標的対象の動作を示す１つ以上の定量化した第２活動レベル値を生成する。
【００７０】
１つの態様において、第１の定量化された活動レベル値は、人間の第１の身体部分の動作を表し、第２の定量化された活動レベル値は、同じ人間の異なる第２の身体部分の動作を表す。
【００７１】
１つの態様において、解析システムは、第１の定量化された活動レベルを用いて転倒している人間を検知する。
【００７２】
１つの態様において、第１のレーダー感知アセンブリは、人間の胸部の前面、側面、または、背面の少なくとも１つに位置する第１標的位置までの複数の距離を測定し、解析システムは、第１の定量化された活動レベル値として、複数の距離の差からの呼吸パターン信号を決定する。解析システムは呼吸パターン信号を用いて人間の呼吸を監視してもよい。
【００７３】
１つの態様において、解析システムは、第２の定量化された活動レベル値として、呼吸パターン信号から心臓信号を抽出する。心臓信号は人間の心臓周期を表すこともある。
【００７４】
１つの態様において、解析システムは、生データ信号から事前に抽出される別の信号から心臓信号を抽出することなく、生データ信号から直接、健康信号として心臓信号を抽出する。
【００７５】
１つの態様において、標的対象は、第１のレーダー感知アセンブリに対して移動し、感知システムは、レーダーを用いて、同じ第１の標的位置までの複数の距離を測定する第２のレーダー感知アセンブリを含んでいる。解析システムは、第１のレーダー感知アセンブリと第２のレーダー感知アセンブリによって測定された距離を用いて、標的対象の移動経路を追跡する。
【００７６】
１つの態様において、解析システムは、複数の異なる人間の動作に関連付けられる一連のあらかじめ決められた動作のパターンに対するアクセスを保存するまたは有する少なくとも一方であり、一連のあらかじめ決められた動作のパターン中の１以上のそれ以外のあらかじめ決められた動作のパターンよりも、第１の人間に関連付けられる第１のあらかじめ決められた動作のパターンに合致する第１の定量化された活動レベル値に基づいて、第１の人間を標的対象として特定する。
【００７７】
１つの態様において、感知システムは、第１標的位置に向けてレーザー光を生成する１つ以上のレーザー光源と、第１標的位置に反射するレーザー光の反射を検知する１つ以上の光受信機を同様に含む。解析システムは、標的対象の血液の酸化レベルを決定するために、第１の定量化された活動レベル値をレーザー光の反射に相互に関連付ける。
【００７８】
一実施形態において、感知方法は、異なる時間に、第１のレーダー感知アセンブリから第１の標的位置へ第１の電磁波を送信する工程、第１のレーダー感知アセンブリを用いて、第１標的位置から反射される電磁波の第１のエコーを受け取る工程、電磁波の第１のエコーを用いて、第１標的位置までの複数の距離を測定する工程、第１のレーダー感知アセンブリによって測定された複数の距離の差を計算することによって異なる時間に第１標的位置での標的対象の動作を定量化する工程、および、計算される複数の距離の差異を用いて、第１標的位置での標的対象の動作を示す１つ以上の第１の定量化された活動レベル値を作成する工程、を含む。
【００７９】
１つの態様において、感知方法は、レーダー感知アセンブリによって測定される複数の距離または複数の距離の差の少なくとも１つを用いて、人間の姿勢を決定する工程も含む。姿勢は、人間のある面に立つ、座る、または横たわるといった行為の少なくとも１つを含む。
【００８０】
１つの態様において、感知方法は、計算される複数の距離または複数の距離の差の少なくとも１つを用いて、共通する標的位置で、標的対象の存在を決定する工程を含む。
【００８１】
１つの態様において、感知方法は、第２レーダー感知アセンブリから第２標的位置へ第２電磁波を送信する工程も含む。第２の標的位置は第１標的位置とは異なり得る。感知方法は、第２レーダー感知アセンブリを用いて、第２標的位置から反射される第２の電磁波の第２のエコーを受け取る工程、電磁波の第２のエコーを用いて、第２標的位置までの複数の距離を測定する工程、第２のレーダー感知アセンブリによって測定された複数の距離の差を計算することによって異なる時間に第２標的位置での標的対象の動作を定量化する工程、第２のレーダー感知アセンブリによって測定された複数の距離の差を計算することによって第２標的位置での標的対象の動作を定量化する工程、および、第２標的位置での標的対象の動作を示す１つ以上の第２の定量化された活動レベル値を作成する工程、を含む。
【００８２】
１つの態様において、第１の定量化された活動レベル値は、人間の第１の身体部分の動作を表し、第２の定量化された活動レベル値は、同じ人間の異なる第２の身体部分の動作を表す。
【００８３】
１つの態様において、感知方法は、第１の定量化された活動レベルの少なくとも１つを用いて、または、標的対象の１つ以上の標的場所の位置を経時的に追跡することによって、人間の店頭を検知する工程をさらに含む。
【００８４】
１つの態様において、第１のレーダー感知アセンブリは、人間の胸部にある第１標的位置までの複数の距離を測定する。感知方法は、複数の距離の差からの呼吸パターン信号を第１の定量化された活動レベル値として決定し、および、呼吸パターン信号を用いて人間の呼吸を監視する工程をさらに含む。
【００８５】
１つの態様において、感知方法は、第２の定量化された活動レベル値として、呼吸パターン信号から心臓信号を抽出する工程をさらに含む。心臓信号は人間の心臓周期を表す。
【００８６】
１つの態様において、方法は、生データ信号から健康信号を抽出する工程をさらに含み、健康信号は、人間の心臓周期を代表する心臓信号または別の健康信号の少なくとも１つを含む。
【００８７】
１つの態様において、標的対象は、第１のレーダー感知アセンブリに対して移動し、感知方法は、第２レーダー感知アセンブリから同じ第１の標的位置へ第２電磁波を送信する工程、第２レーダー感知アセンブリを用いて、第１標的位置から反射される第２の電磁波の第２のエコーを受け取る工程、電磁波の第２のエコーを用いて、第１標的位置までの複数の距離を測定する工程、および、第１のレーダー感知アセンブリと第２のレーダー感知アセンブリによって測定された距離を用いて、標的対象の移動経路を追跡する工程をさらに含む。
【００８８】
１つの態様において、感知方法は、複数の異なる人間の動作に関連付けられる一連の動作のパターンを保存する記憶装置にアクセスする工程と、一連のあらかじめ決められた動作のパターン中の１以上のそれ以外のあらかじめ決められた動作のパターンよりも、第１の人間に関連付けられる第１のあらかじめ決められた動作のパターンに合致する第１の定量化された活動レベル値に基づいて、第１の人間を標的対象として特定する工程を含む。
【００８９】
１つの態様において、感知方法は、１つ以上のレーザー光源から第１標的位置へレーザー光を生成する工程、第１標的位置からのレーザー光の反射を検知する工程、および、標的対象の血液の酸化レベルを決定するために、第１の定量化された活動レベル値をレーザー光の反射と相互に関連付ける工程を含む。
【００９０】
１つの態様において、感知方法は、１つ以上のレーザー光源から第１標的位置へレーザー光を生成する工程、第１標的位置からのレーザー光の定量化された量の反射を検知する工程、標的対象中の血液の酸化レベルを計算するために、測定される複数の距離の１つ以上を用いて、レーザー光の定量化された量の反射を修正する工程をさらに含む。
【００９１】
図１８は、感知システム（１００）の実施形態の概略図である。感知システム（１００）は、上記の感知アセンブリ（１０）の１つ以上の実施形態を表すことができる。システム（１００）は、感知アセンブリ（１０２）と１つ以上の標的対象（１０４）の間の距離を測定するために、および／または、上に記載された１つ以上の創意に富む態様と合わせて使用することができ、標的対象（１０４）は、変化することもあるまたは知られていない、位置にあってもよい。随意に、別の異なる感知システムがその代りに使用されてもよい。加えてまたは代替的に、感知アセンブリ（１０２）は、上に記載された感知アセンブリ（１０）の１つ以上の実施形態を表すことができる。標的対象（１０４）の１つ以上は、上に記載された１つ以上の実施形態で標的対象（１４）を表すことができる。
【００９２】
感知アセンブリ（１０２）は、エコー（１０８）として少なくとも部分的に反射される標的対象（１０４）に向かって送信信号（１０６）として、電磁パルス列を送信するレーダーシステムを含んでもよい。代替的に、感知アセンブリ（１０２）は、送信信号（１０６）として標的対象（１０４）へ光を送信し、エコー（１０８）として標的対象（１０４）からの光の反射を受け取る、光検知測距（ＬＩＤＡＲ）システムなどの光感知システムを含んでもよい。別の実施形態において、送信信号（１０６）を送信し、かつ、エコー（１０８）を受け取るために、送信の別の方法（ソナーなど）が使用されてもよい。
【００９３】
送信信号（１０６）とエコー（１０８）の飛行時間は、送信信号（１０６）の送信と標的対象（１０４）から離れたエコー（１０８）の受け取りの間の時間遅れを表す。飛行時間は、感知アセンブリ（１０２）と標的対象（１０４）の間の距離に比例し得る。感知アセンブリ（１０２）は、送信信号（１０６）とエコー（１０８）との間の飛行時間を測定し、飛行時間に基づいて感知アセンブリ（１０２）と標的対象（１０４）との間の分離距離（１１０）を計算することができる。測定されるまたは計算される分離距離（１１０）は、１つ以上の実施形態において、上記の標的（１４）と感知アセンブリ（１０）の間の距離を表すことができる。
【００９４】
感知システム（１００）は、感知アセンブリ（１０２）の動作を管理する制御ユニット（１１２）（図１８の「外部制御ユニット」）を含むこともある。制御ユニット（１１２）は、１つ以上の処理装置、制御装置など、１つ以上の論理型のハードウェア装置を含んでもよい。図１８に示される制御ユニット（１１２）は、ハードウェア（例えば、処理装置、ハードウェア回路など）、および／または、ハードウェア論理（例えば、有形の非一時的なコンピューター読取り可能な記憶媒体、例えば、コンピューターメモリー上に保存されたコンピューターソフトウェアなどに保存される、ハードウェアの動作を管理するための指示の１つ以上のセット）を表すこともある。制御ユニット（１１２）は、１つ以上の有線および／または無線接続によって感知アセンブリ（１０２）と通信可能に接続することができる（例えば、データ信号を伝達するように接続される）。制御ユニット（１１２）は、建物の別の部屋で、別の建物で、別の都市の区画で、別の都市で、別の郡、州、または、国（または、それ以外の地理的な境界で）、感知アセンブリ（１０２）から遠く離して（数メートル離して配置されるなど）位置付けられてもよい。
【００９５】
１つの実施形態において、制御ユニット（１１２）は、同じまたは異なる場所にある複数の感知アセンブリ（１０２）と通信可能なように接続することができる。例えば、互いから遠く離して位置付けられる複数の感知アセンブリ（１０２）は、共通する制御ユニット（１１２）と通信可能なように接続されてもよい。制御ユニット（１１２）は、感知アセンブリ（１０２）を個々に作動させる（例えば、オンにする）または停止させる（例えば、オフにする）ために、感知アセンブリ（１０２）のそれぞれに別々に制御メッセージを送ることができる。１つの実施形態において、制御ユニット（１１２）は、分離距離を周期的に測定するように、および、その後、節電するべくアイドルタイムのために停止させるように、感知アセンブリ（１０２）に指示してもよい。
【００９６】
１つの実施形態において、制御ユニット（１１２）は、感知アセンブリ（１０２）に指示して、作動させ（例えば、オンにする）および／または停止させ（例えば、オフにする）て、送信信号（１０６）を送信してエコー（１０８）を受け取り、および／または、分離距離（１１０）を測定する。代替的に、制御ユニット（１１２）は、感知アセンブリ（１０２）によって測定されるような、および、制御ユニット（１１２）に通信されるような、送信信号（１０６）とエコー（１０８）の飛行時間に基づいて、分離距離（１１０）を計算することもある。制御ユニット（１１２）は、キーボード、電子マウス、タッチスクリーン、マイクロフォン、スタイラスなどの入力装置（１１４）、および／または、コンピューターモニター、タッチスクリーン（例えば、入力装置（１１４）と同じタッチスクリーン）、スピーカー、ライト、などの出力装置（１１６）と通信可能に接続することができる。入力装置（１１４）は、感知アセンブリ（１０２）を作動または停止させるコマンドなどの、オペレーターからの入力データを受け取ってもよい。出力装置（１１６）は、分離距離（１１０）および／または送信信号（１０６）とエコー（１０８）の飛行時間といった情報を、オペレーターに与えてもよい。出力装置（１１６）はインターネットなどの通信ネットワークにも接続されてもよい。
【００９７】
感知アセンブリ（１０２）の波形率は、システム（１００）の用途または使用に依存して多種多様な形状を取ることもある。感知アセンブリ（１０２）は、外部ハウジングといった１つの筐体（１６０２）内で囲まれてもよい。筐体（１６０２）の形状は、限定されないが、電力供給（例えば、電池および／または、他の電力接続部）、環境的な保護、および／または、他の通信装置（例えば、測定値を送信するまたは他の通信を送信／受信ためのネットワーク・デバイス）を含む因子に依存することもある。例証される実施形態において、感知アセンブリ（１０２）の基礎的な形状は長方形の箱である。感知アセンブリ（１０２）のサイズは、３インチ×６インチ×２インチ（７．６センチメートル×１５．２センチメートル×５．１センチメートル）、７０ｍｍ×１４０ｍｍ×１０ｍｍ、またはそれ以外のサイズなど、比較的小型であり得る。代替的に、感知アセンブリ（１０２）は１以上の他の寸法を有してもよい。
【００９８】
図１９は、感知アセンブリ（１０２）の１つの実施形態の概略図です。感知アセンブリ（１０２）は、後に送信信号（１０６）として標的対象（１０４）へ送信されるキャリア信号を直接変調する比較的高速なデジタルパルスシーケンスを使用する直接シーケンススペクトラム拡散レーダー装置であってもよい。エコー（１０８）は、送信信号（１０６）とエコー（１０８）の飛行時間を決定するために、送信信号（１０６）中の同じパルスシーケンスに相関づけられてもよい。その後、この飛行時間を用いて、分離距離（１１０）を計算することができる（図１８に示される）。
【００９９】
感知アセンブリ（１０２）はフロントエンド（２００）とバックエンド（２０２）を含む。フロントエンド（２００）は、送信信号（１０６）を送信し、反射されたエコー（１０８）を受け取る、回路および／または他のハードウェアを含んでもよい。バックエンド（２０２）は、送信信号（１０６）のパルスシーケンスを形成する、あるいは、送信信号（１０６）に含まれるパルスシーケンスを形成するようにフロントエンド（２００）に指示する制御信号を生成する、回路および／または他のハードウェアを、ならびに／あるいは、フロントエンド（２００）によって受け取られたエコー（１０８）を処理する（例えば、分析する）回路および／または他のハードウェア、回路および／または他のハードウェアを含むこともある。フロントエンド（２００）とバックエンド（２０２）の両方が共通のハウジングに含まれてもよい。例えば（および、以下に記載されるように）、フロントエンド（２００）とバックエンド（２０２）は、互いに比較的近接してもよく（例えば、数センチメートルまたは数メートル内で）、および／または、同じハウジングに包含されてもよい。代替的に、フロントエンド（２００）はバックエンド（２０２）から離れて位置してもよい。フロントエンド（２００）および／またはバックエンド（２０２）の構成要素は、導電接続（例えばワイヤー、バスなど）および／または無線接続（例えばワイヤレス・ネットワーク）の代表的なものであり得る図１９において、線および／または矢印によって、接続されるものとして概略的に示されている。
【０１００】
フロントエンド（２００）は送信アンテナ（２０４）と受信アンテナ（２０６）を含む。送信アンテナ（２０４）は、標的対象（１０４）に向けて送信信号（１０６）を送信し、受信アンテナ（２０６）は、標的対象（１０４）によって少なくとも部分的に反射されるエコー（１０８）を受け取る。一例として、送信アンテナ（２０４）は、２４ギガヘルツ（「ＧＨｚ」）±１．５ＧＨｚの周波数を有するＲＦ信号などの送信信号（１０６）として無線周波数（ＲＦ）電磁信号を送信することもある。代替的に、送信アンテナ（２０４）は、光などの他のタイプの信号を、および／または、別の周波数で送信することもある。光の透過の場合、アンテナをレーザーまたはＬＥＤまたは他の装置と取り替えてもよい。受信機は光検出器またはフォトダイオードと取り替えられてもよい。
【０１０１】
フロントエンド（２００）の送信機（２０８）（図２の「ＲＦ  フロントエンド」、「送信機」、および／または、「ＴＸ」）は、送信アンテナ（２０４）と通信可能に接続される。フロントエンドの送信機（２０８）は送信信号（１０６）を形成して送信アンテナ（２０４）に供給し、その結果、送信アンテナ（２０４）は送信信号（１０６）を伝達する（例えば、送信する）ことができる。例証される実施形態では、フロントエンドの送信機（２０８）は、ミキサ（２１０Ａ）、（２１０Ｂ）と増幅器（２１２）を含む。代替的に、フロントエンドの送信機（２０８）は増幅器（２１２）を含まないこともある。ミキサ（２１０Ａ）、（２１０Ｂ）は、バックエンド（２０２）によって提供されパルスのシーケンスまたはパターンを、発振信号（２１６）（例えばキャリア信号）と結合する（例えば、変調させる）ことで、送信信号（１０６）を形成し、この信号は送信アンテナ（２０４）によって通信される。１つの実施形態において、ミキサ（２１０Ａ）、（２１０Ｂ）は、発振信号（２１６）によって１つ以上の送信（ＴＸ）パターン発生器（２２８Ａ）（２２８Ｂ）から受け取ったパターン信号（２３０Ａ）（２３０Ｂ）（図１９の「ベースバンド信号」）を増大させる。パターン信号（２３０）は、パターンコード発生器（２２８）によって形成されたパターンを含んでいる。以下に記載されるように、パターン信号（２３０）は、既知のまたは指定されたシーケンスで配された複数のビットを含むことができる。
【０１０２】
フロントエンド（２００）の発振装置（２１４）（図１９の「発振器」）は、ミキサ（２１０Ａ）、（２１０Ｂ）に伝えられる発振信号（２１６）を生成する。一例として、発振装置（２１４）は、電圧信号に基づいて発振信号（２１６）を生成する電圧制御発振器（ＶＣＯ）を含むまたは表すこともあり、この信号は、感知アセンブリ（１０２）内に配置される電源（例えば電池）によって、および／または、制御ユニット（１１２）（図１８に示される）によって提供されるように、発振装置（２１４）に入力される。増幅器（２１２）は、送信信号（１０６）の強度（例えば、利得）を高めることもある。
【０１０３】
例証された実施形態では、ミキサ（２１０Ａ）は、パターン信号（２３０Ａ）の同相（Ｉ）成分またはチャネルを受け取り、パターン信号（２３０Ａ）のＩ成分またはチャネルを発振信号（２１６）と混合して、送信信号（１０６）のＩ成分またはチャネルを形成する。ミキサ（２１０Ｂ）は、パターン信号（２３０Ｂ）の直角位相（Ｑ）成分またはチャネルを受け取り、パターン信号（２３０Ｂ）のＩ成分またはチャネルを発振信号（２１６）と混合して、送信信号（１０６）のＱ成分またはチャネルを形成する。
【０１０４】
ＴＸベースバンド信号（２３０）がミキサ（２１０）に流れると、送信信号（１０６）（例えば、ＩとＱのチャネルの１つまたは両方）が生成される。デジタル出力ゲート（２５０）は、ＴＸベースバンド信号（２３０）のさらなる制御のために、ＴＸパターン発生器とミキサ（２１０）との間で配置されてもよい。１つ以上の送信信号（１０６）のバーストが送信アンテナ（２０４）によって送信された後、感知アセンブリ（１０２）は、送信モード（例えば、送信信号（１０６）の送信を含む）から受信モードに切り替わって、標的対象（１０４）から反射したエコー（１０８）を受け取る。１つの実施形態では、感知アセンブリ（１０２）は、送信モードではエコー（１０８）を受け取らずまたは感知せず、および／または、受信モードでは送信信号（１０６）を送信しないこともある。感知アセンブリ（１０２）が送信モードから受信モードに切り替わると、デジタル出力ゲート（２５０）は、送信機（２０８）によって生成された送信信号（１０６）の時間の量を、送信信号が除去される時点まで減らすことができる（例えば、０の強度に減らされる）。例えば、ゲート（２５０）は、トライステート機能（ｔｒｉ−ｓｔａｔｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）と差動ハイパスフィルタ（ゲート（２５０）によって表される）を含むこともある。ベースバンド信号（２３０）がアップコンバージョンミキサ（２１０）に到達する前に、ベースバンド信号（２３０）はフィルタを通り抜ける。ゲート（２５０）を制御ユニット（１１２）（図１８に示される）と通信可能に接続して、これによって制御することができ、その結果、制御ユニット（１１２）は、送信信号（１０６）（または複数の送信信号（１０６）のバースト）が送信され、感知アセンブリ（１０２）がエコー（１０８）を受け取るために切り替わることになると、ゲート（２５０）のフィルタをトライステート（例えば、高インピーダンス）モードに突入するように指示することができる。ゲート（２５０）の差動出力のハイパスフィルタは、トライステートモードが始まった後に、入力された送信信号（１０６）を比較的迅速に減少させることができる。結果として、感知アセンブリ（１０２）がエコー（１０８）を受け取るときに、送信信号（１０６）は、送信アンテナ（２０４）に流れないように、および／または、受信アンテナ（２０６）に漏入しないようになる。
【０１０５】
フロントエンド（２００）の受信機（２１８）（「ＲＦフロントエンド」、「受信機」、および／または、「ＲＸ」）は、受信アンテナ（２０６）と通信可能に接続される。フロントエンドの受信機（２１８）は、受信アンテナ（２０６）からエコー（１０８）を代表するエコー信号（２２４）（またはエコー（１０８）を代表するデータ）を受け取る。エコー信号（２２４）は１つの実施形態ではアナログ信号であってもよい。受信アンテナ（２０６）は、受け取ったエコー（１０８）に基づいてエコー信号（２２４）を生成することもある。例証された実施形態では、増幅器（２３８）は、受信アンテナ（２０６）とフロントエンドの受信機（２１８）の間で配置されてもよい。フロントエンドの受信機（２１８）は増幅器（２２０）とミキサ（２２２Ａ）、（２２２Ｂ）を含むことができる。代替的に、増幅器（２２０）、（２３８）の１つ以上が設けらないこともある。増幅器（２２０）、（２３８）は、エコー信号（２２４）の強度（例えば利得）を高めることができる。ミキサ（２２２Ａ）（２２２Ｂ）は、発振装置（２１４）からの発振信号（２１６）（または発振信号（２１６）のコピー）と混合するために、エコー信号（２２４）の異なる成分またはチャネルを受け取る１つ以上の混合装置を含むまたは表すこともある。例えば、ミキサ（２２２Ａ）は、アナログエコー信号（２２４）と発振信号（２１６）のＩ成分を結合することで、エコー信号（２２４）のＩ成分を抽出して第１のベースバンドエコー信号（２２６Ａ）を形成し、これは感知アセンブリ（１０２）のバックエンド（２０２）に送信される。第１のベースバンドエコー信号（２２６Ａ）は、ベースバンドエコー信号のＩ成分またはチャネルを含んでもよい。ミキサ（２２２Ｂ）は、アナログエコー信号（２２４）と発振信号（２１６）のＱ成分を結合することで、アナログエコー信号（２２４）のＱ成分を抽出して第２のベースバンドエコー信号（２２６Ｂ）を形成し、これは感知アセンブリ（１０２）のバックエンド（２０２）に送信される。第２のベースバンドエコー信号（２２６Ｂ）は、ベースバンドエコー信号のＱ成分またはチャネルを含んでもよい。１つの実施形態では、エコー信号（２２６Ａ）、（２２６Ｂ）は、まとめてベースバンドエコー信号（２２６）と呼ぶことができる。１つの実施形態では、ミキサ（２２２Ａ）、（２２２Ｂ）は、エコー信号（２２４）に発振信号（２１６）のＩおよびＱ成分を掛けて、ベースバンドエコー信号（２２６Ａ）、（２２６Ｂ）を形成することができる。
【０１０６】
感知アセンブリ（１０２）のバックエンド（２０２）は、送信信号（１０６）に含まれるパターン信号（２３０）を生成する送信（ＴＸ）パターンコード発生器（２２８）を含んでいる。送信パターンコード発生器（２２８）は送信コード発生器（２２８Ａ）、（２２８Ｂ）を含んでいる。例証される実施形態では、送信コード発生器（２２８Ａ）は、Ｉ成分またはチャネルのパターン信号（２３０Ａ）（図１９の「Ｉ  ＴＸパターン」）を生成し、送信コード発生器（２２８Ｂ）は、Ｑ成分またはチャネルのパターン信号（２３０Ｂ）（図１９の「Ｑ  ＴＸパターン」）を生成する。送信パターンコード発生器（２２８）によって生成された送信パターンは、２進数字またはビットの既知または指定のシーケンスを有するデジタルパルスシーケンスを含み得る。ビットは、０または１、高いまたは低い、ＯＮまたはＯＦＦ、＋１または−１などの値といった２つの値の１つを有してもよい情報の単位を含んでいる。代替的に、ビットは、３以上の値の１つを有してもよい情報の単位である、数字に置き換えられてもよい。パルスシーケンスは、図１８に示されるシステム（１００）のオペレーターによって（図１８に示される入力装置（１１４）を用いて）選択されてもよく、パターンコード発生器（２２８）の論理に配線で組み込まれるか、または、ブログラムされ、あるいは、それ以外の方法で確立されることもある。
【０１０７】
送信パターンコード発生器（２２８）は、ビットのパターンを作成し、パターン信号（２３０Ａ）（２３０Ｂ）のパターンをフロントエンドの送信機（２０８）に伝達する。パターン信号（２３０Ａ）（２３０Ｂ）は、個別にまたはまとめて、パターン信号（２３０）と呼ばれてもよい。１つの実施形態では、パターン信号（２３０）は、３ＧＨｚ以下の周波数でフロントエンドの送信機（２０８）に通信されてもよい。代替的に、パターン信号（２３０）は、それ以上の周波数でフロントエンドの送信機（２０８）に通信されてもよい。送信パターンコード発生器（２２８）はさらに、相関器装置（ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ  ｄｅｖｉｃｅ）（２３２）（図１９の「相関器」）にパターン信号（２３０）を伝達する。例えば、パターンコード発生器（２２８）は、相関器装置（２３２）に送信されるパターン信号のコピーを生成してもよい。
【０１０８】
バックエンドセクション（２０２）は、ハードウェア（例えば、１以上の処理装置、制御装置など）、および／または、ハードウェア論理（例えば、コンピューターメモリー上に保存されたコンピューターソフトウェアなどの有形の非一時的なコンピューター読取り可能な記憶媒体に保存されるハードウェアの動作を管理するための１つ以上のセットの指示）を含むまたは表す。ＲＸバックエンドセクション（２０２Ｂ）は、パターンコード発生器（２２８）からパターン信号（２３０）を受け取り、フロントエンドの受信機（２００）からベースバンドエコー信号（２２６）（例えば、信号（２２６Ａ）、（２２６Ｂ）の１つ以上）を受け取る。ＲＸバックエンドセクション（２０２Ｂ）は、分離距離（１１０）を決定するおよび／または標的対象（１０４）の動作を追跡するおよび／または検知するために、ベースバンドエコー信号（２２６）の分析の１つ以上の段階を行うこともある。
【０１０９】
分析の段階は、上に記載されるように、粗段階、詳細な段階、および／または、非常に詳細な段階を含んでもよい。粗段階では、ベースバンド処理装置（２３２）は、パターン信号（２３０）をベースバンドエコー信号（２２６）と比較して、送信信号（１０６）とエコー（１０８）の粗いまたは予想される飛行時間を決定する。例えば、ベースバンド処理装置（２３２）は、送信信号（１０６）が送信される時間と、パターン信号（２３０）（またはその一部）中のパターンとベースバンドエコー信号（２２６）が、以下に記載されるように互いに一致するまたは実質的に一致するその後の時間の間で、所望の時間遅れを測定することができる。所望の時間遅れは、送信信号（１０６）と対応するエコー（１０８）の飛行時間の予測値として使用されてもよい。
【０１１０】
詳細な段階では、感知アセンブリ（１０２）は、パターン信号（２３０）の複製コピーをベースバンドエコー信号（２２６）と比較することができる。パターン信号（２３０）の複製コピーは、粗段階中に測定された所望の時間遅れにより遅延したパターン信号（２３０）を含む信号であってもよい。感知アセンブリ（１０２）は、パターン信号（２３０）の複製コピーをベースバンドエコー信号（２２６）と比較することで、複製されたパターン信号とベースバンドエコー信号（２２６）との間の重複と不一致の一時的な量または程度を決定する。この一時的な重複または不一致は、粗段階から計算された飛行時間に加えることができる飛行時間の追加部分を表し得る。１つの実施形態では、詳細な段階はベースバンドエコー信号（２２６）と複製されたパターン信号のＩおよび／またはＱ成分を検査する。
【０１１１】
非常に詳細な段階では、感知アセンブリ（１０２）はさらに、ベースバンドエコー信号（２２６）と複製されたパターン信号のＩおよび／またはＱ成分を調べて、ベースバンドエコー信号（２２６）と複製されたパターン信号のＩおよび／またはＱ成分の間の一時的な重複または不一致を決定することができる。ベースバンドエコー信号（２２６）と複製されたパターン信号のＱ成分の一時的な重複または不一致は、飛行時間の比較的正確な推定値を決定するために、（例えば、Ｉおよび／またはＱ成分を調べることによって）粗段階から詳細な段階までに計算された飛行時間に加えることができる追加の時間遅れを表すこともある。代替的にまたは加えて、非常に詳細な段階を用いて、所望のビット内で標的対象（１０４）の動作を正確に追跡および／または検知することもある。「詳細な（ｆｉｎｅ）」や「非常に詳細な（ｕｌｔａｆｉｎｅ）」との用語は、詳細な段階が、粗段階に対して、飛行時間（ｔＦ）および／または分離距離（１１０）のより正確なおよび／または的確な（例えば、より大きな解像度）計算を提供することもあるということ、および、非常に詳細な段階が、詳細な段階と粗段階に対して、飛行時間（ｔＦ）および／または分離距離（１１０）のより正確なおよび／または的確な（例えば、より大きな解像度）計算を提供することもあるということを意味するために用いられる。代替的にまたは加えて、標的の分離距離または動作を計算するために、エコーの位相を分解するべくＩチャネルとＱチャネルにおける波形の時間差を調べることができる。
【０１１２】
上に記載されたように、非常に詳細な段階の決定は粗段階の決定と同様のプロセスを含むこともある。例えば、粗段階の決定は、受信パターンのＩチャネルとデータの流れを調べて、データの流れの異なるサブセットの相関値を決定し、および、こうした相関値から、本明細書に記載されるように、所望のおよび対応する飛行時間のサブセットを決定することもある。非常に詳細な段階の決定は、受信パターンのＩおよび／またはＱチャネルとデータの流れを用いて、データの流れの異なるサブセットの相関値を決定し、および、こうした相関値から、所望のおよび対応する飛行時間のサブセットを決定することできる。ＩチャネルとＱチャネルからの飛行時間を組み合わせて（例えば、平均化して）、標的までの飛行時間および／または分離距離を計算することができる。標的までの飛行時間および／または分離距離を計算するために、粗段階および／または詳細な段階からの時間遅れに加えることができるさらなる時間遅れを計算するべく、非常に詳細な段階の決定によって計算された相関値を使用することができる。代替的にまたは加えて、標的の分離距離または動作を計算するために、ＩチャネルとＱチャネルにおける波形の相関値を調べてエコーの位相を分解することができる。
【０１１３】
バックエンド（２０２）は、第１のベースバンド処理装置（２３２Ａ）（図２の「Ｉベースバンド処理装置」）と、第２のベースバンド処理装置（２３２Ｂ）（図２の「Ｑベースバンド処理装置」）を含んでもよい。第１のベースバンド処理装置（２３２Ａ）は、エコー信号（２２６Ａ）のＩ成分またはチャネルを調べ、第２のベースバンド処理装置（２３２Ｂ）は、エコー信号（２２６Ｂ）のＱ成分またはチャネルを調べてもよい。バックエンド（２０２）は、ベースバンドエコー信号（２２６）の分析からの出力として、測定信号（２３４）を与えることができる。１つの実施形態では、測定信号（２３４）は、第１のベースバンド処理装置（２３２Ａ）からのＩ成分またはチャネル測定信号（２３４Ａ）と、第２のベースバンド処理装置（２３２Ｂ）からのＱ成分またはチャネル測定信号（２３４Ｂ）を含む。測定信号（２３４）は分離距離（１１０）および／または飛行時間を含むこともある。全体的な位置の予測（２６０）は制御ユニット（１１２）（図１に示される）に伝達することができ、その結果、制御ユニット（１１２）は、１つ以上のそれ以外の用途、計算などのため、および／または、出力装置（１１６）（図１８に示される）上でオペレーターに提示するために、分離距離（１１０）および／または飛行時間を代表するデータまたは情報を使用することができる。
【０１１４】
以下に記載されるように、パターン（例えばビットのパルスシーケンス）も含む相関窓、または、送信信号（１０６）内において送信されたその一部は、ベースバンドエコー信号（２２６）と比較されることもある。相関窓は、エコー信号（２２６）の始まり（例えば、送信信号（１０６）が送信される時点であるが、ベースバンドエコー信号の正確な始まりであってもなくてもよい時点に対応する時点）を代表するベースバンドエコー信号（２２６）の位置から次第にシフトするまたは遅れることもあり、連続的に、または、それ以外の任意の順序で、ベースバンドエコー信号（２２６）の異なるサブセットまたは一部と比較されることもある。相関窓内のパルスシーケンスとベースバンドエコー信号（２２６）のサブセットまたは一部との間の一致の程度を代表する相関値は計算することができ、所望の時間遅れ（例えば、実質的には飛行時間）は、ベースバンドエコー信号（２２６）の開始と１以上の最大のまたは比較的大きな相関値との間の時差に基づいて決定することができる。最大のまたは比較的大きな相関値は、標的対象（１０４）からの送信信号（１０６）の少なくとも一部の反射を表わすこともあり、所望の相関値と呼ばれることもある。
【０１１５】
本明細書で使用されているように、用語「最大」、「最小」、およびその形態は、それぞれ、絶対的な最も大きな値と最も小さな値に限定されない。例えば、「最大の」相関値は可能な限り最大の相関値を含み得るが、「最大の」相関値は同様に、１つ以上の他の相関値よりも大きいが、得ることができる必ずしも可能な限り最大の相関値ではない相関値を含むこともある。同様に、「最小の」相関値は可能な限り最小の相関値を含み得るが、「最小の」相関値は同様に、１つ以上の他の相関値より小さいが、得ることができる必ずしも可能な限り最小の相関値ではない相関値を含むこともある。
【０１１６】
所望の時間遅れをその後用いて、粗段階から分離距離（１１０）を計算することができる。例えば、１つの実施形態では、分離距離（１１０）は、次のように予測または計算されてもよい：
【０１１７】
【数１】
2018075406.tif 000003
ここで、ｄは分離距離（１１０）を表し、ｔＦは（ベースバンドエコー信号（２２６）の始まりから所望の相関値の特定までに計算された）所望の時間遅れを表し、ｃは光の速度を表す。代替的に、ｃは、送信信号（１０６）および／またはエコー（１０８）が感知アセンブリ（１０２）と標的対象（１０４）の間で媒体を通って移動する速度を表してもよい。別の実施形態では、ｔＦおよび／またはｃの値は、送信された信号（１０６）および／またはエコー（１０８）の飛行時間によるものではない、送信信号（１０６）の伝達とエコー（１０８）の受け取りとの間の遅延の一部を説明するために、較正係数または他の係数によって修正されてもよい。
【０１１８】
図１９で示される感知アセンブリ（１０２）を引き続き参照して、図２０と２１は、１つの実施形態に従った、送信信号（１０６）と対応するエコー（１０８）に関する飛行時間の粗段階での決定の概略図である。「粗い」との用語によって、反射したエコー（１０８）から生成される同じまたは異なるエコー信号（２２４）（図１９に示される）の１つ以上の追加の測定または分析が行われることで、飛行時間（ｔＦ）および／または分離距離（１１０）のより正確および／または的確な測定値が提供されてもよいことを意味している。「粗い」との用語を用いることで、上に記載された測定技術が不正確であるか的確でないことを意味しようとするものではない。上記のように、パターンコード発生器（２２８）によって生成されたパターンとベースバンドエコー信号（２２６）は、ＲＸバックエンド（２０２Ｂ）によって受け取られる。エコー信号（２２４）をベースバンド信号に翻訳するために、エコー信号（２２４）を発振信号（２１６）と混合する（例えば、掛ける）ことによって、ベースバンドエコー信号（２２６）を形成することができる。
【０１１９】
図２０は、送信信号（１０６）（図１８に示される）を代表する正方形の波形の送信信号（３２２）とデジタル化されたエコー信号（２２６）を示している。図２０に示されるエコー信号（２２６）は、エコー信号（２２６）（例えば信号（２２６Ａ））のＩ成分またはチャネルを表すこともある。信号（３２２）（２２６）は、時間を表示する水平軸（３０４）の傍らに示されている。送信信号（３２２）は、送信信号（１０６）に含まれるパターンを表すパターン波形部分（３２６）を含んでいる。例証される実施形態では、パターン波形部分（３２６）は１０１０１１のビット・パターンに相当し、ここで、０は送信信号（３２２）の低値（３２８）を表し、１は送信信号（３２２）の高値（３３０）を表している。低値（３２８）と高値（３３０）のそれぞれはビット時間（３３２）で生じる。例証される実施形態では、それぞれのパターン波形部分（３２６）は、６ビットの時間（３３２）にわたって伸張するように、６ビット（例えば、６つの０と１）を含んでいる。代替的に、パターン波形部分（３２６）の１つ以上は、低値（３２８）または高値（３３０）の異なるシーケンスを含んでもよく、および／または、異なる数のビット時間（３３２）にわたって生じてもよい。
【０１２０】
ベースバンドエコー信号（２２６）は、１つの実施形態において、方形波のシーケンスを含むが（例えば、低値（３２８）と高値（３３０））、波形がそれ以外の形状であってもよい。エコー信号（２２６）は、デジタルエコー信号（７４０）（図２１に関連して以下に示されて記載される）として表わされてもよい。以下に記載されるように、デジタルエコー信号（７４０）の異なる部分またはサブセットを、送信信号（１０６）（例えば、パターン波形部分（３２６））のパターンシーケンスと比較して、所望の時間遅れ、または、予想される飛行時間を決定することができる。図２０に示されるように、ベースバンドエコー信号（２２６）の方形波（例えば、低値（３２８）と高値（３３０））は、送信信号（３２２）のビット時間（３３２）と正確に並ばないこともある。
【０１２１】
図２１は、時間を示す軸（３０４）に沿って図２０のデジタル化されたエコー信号（７４０）を示す。図２１に示されるように、デジタル化されたエコー信号（７４０）は、ビット（３００）、（３０２）のシーケンスとして概略的に示されてもよい。デジタル化されたエコー信号（７４０）のそれぞれのビット（３００）、（３０２）は、デジタル化されたエコー信号（７４０）の異なる低値（３２８）または高値（３３０）（図２０に示される）を表し得る。例えば、ビット（３００）（例えば「０」）は、デジタル化されたエコー信号（７４０）の低値（３２８）を表すことができ、ビット（３０２）（例えば「１」）は、デジタル化されたエコー信号（７４０）の高値（３３０）を表すことができる。
【０１２２】
ベースバンドエコー信号（２２６）は軸（３０４）の伝達時間（ｔ０）で始まる。送信時間（ｔ０）は、送信信号（１０６）が感知アセンブリ（１０２）によって送信される時間に相当することもある。代替的に、送信時間（ｔ０）は、送信信号（１０６）が送信される時間の前後に生じる別の時間であってもよい。
【０１２３】
ベースバンド処理装置（２３２）は、送信信号（１０６）に含まれる（例えば、信号（２３０）内の）送信パターンに類似した、パターン発生器（２２８）からの受信パターン信号（２４０）を獲得し、この受信パターン信号（２４０）は、図２０および２１に示されるデジタルパルスシーケンス受信パターン（３０６）などのビットのシーケンスを表す波形信号を含むこともある。ベースバンド処理装置（２３２）は受信パターン（３０６）をエコー信号（２２６）と比較する。１つの実施形態では、受信パターン（３０６）は、上記のように、パターンコード発生器（２２８）からの送信信号（１０６）に含まれるビットの送信パターンのコピーである。代替的に、受信パターン（３０６）は、送信信号（１０６）に含まれる送信パターンとは異なることもある。例えば、受信パターン（３０６）は、ビットの異なるシーケンスを有し（例えば、ビットの異なるシーケンスを表す１つ以上の異なる波形を有する）、および／または、送信パターンよりも長いまたは短いビットのシーケンスを有してもよい。受信パターン（３０６）は、図２０に示されるパターンの波形部分（３２６）またはその一部の１つ以上によって表されることもある。
【０１２４】
ベースバンド処理装置（２３２）は、異なる位置での相関値（「ＣＶ」）を計算するためにデジタル化されたエコー信号（７４０）の異なる部分と比較される相関窓（３２０）として受信パターン（３０６）のすべてまたは一部を用いる。相関値は、デジタル化されたエコー信号（７４０）におけるビットの異なるサブセット全体で受信パターン（３０６）とデジタル化されたエコー信号（７４０）との間の様々程度の一致を表す。図２０および２１に例証される例において、相関窓（３２０）は６ビット（３００）、（３０２）を含んでいる。代替的に、相関窓（３２０）は、異なる数のビット（３００）、（３０２）を含むこともある。相関器装置（７３１）は、エコー信号（７４０）の他の部分の１つ以上（またはすべて）よりも密接にどこが（例えば、エコー信号（２２６）のどのサブセットが）相関窓（３２０）内のパターンと一致しているかを特定するために、エコー信号（７４０）に沿って相関窓（３２０）を一時的にシフトさせることができる。１つの実施形態では、粗段階の決定で動作するとき、第１のベースバンド処理装置（２３２Ａ）は、相関窓（３２０）を、エコー信号（２２６）のＩ成分またはチャネルと比較する。
【０１２５】
例えば、相関器装置（７３１）は、相関窓（３２０）内のビットを、デジタル化されたエコー信号（７４０）内のビット（３００）、（３０２）の第１のサブセット（３０８）と比較することもある。例えば、相関器装置（７３１）は、受信パターン（３０６）を、デジタル化されたエコー信号（７４０）の最初の６ビット（３００）、（３０２）と比較することができる。代替的に、相関器装置（７３１）は、受信パターン（３０６）を、デジタル化されたエコー信号（７４０）の異なるサブセットと比較することによって動作を始めることができる。相関器装置（７３１）は、第１のサブセット（３０８）内のビット（３００）、（３０２）のシーケンスが受信パターン（３０６）内のビット（３００）、（３０２）のシーケンスとどれだけ密接に一致しているかを特定することによって、デジタル化されたエコー信号（７４０）内のビットの第１のサブセット（３０８）に関する第１の相関値を計算する。
【０１２６】
１つの実施形態では、相関器装置（７３１）は、相関窓（３２０）中のビット（３００）、（３０２）のシーケンスと一致する、相関窓（３２０）と比較されるデジタル化されたエコー信号（７４０）のサブセット内のこうしたビット（３００）、（３０２）に第１の値（例えば＋１）を割り当て、相関窓（３２０）内のビット（３００）、（３０２）のシーケンスとは一致しない、調べられるデジタル化されたエコー信号（７４０）のサブセット内のビット（３００）、（３０２）に、異なる第２の値（例えば−１）を割り当てる。代替的に、それ以外の値が使用されてもよい。相関器装置（７３１）は、デジタル化されたエコー信号（７４０）のサブセットに関するこれらの割り当てられた値を合計してサブセットの相関値を引き出すこともある。
【０１２７】
デジタル化されたエコー信号内のビットの第１のサブセット（３０８）に関して、第４のビット（例えば０）と第５のビット（例えば１）だけが相関窓（３２０）内の第４のビットと第５のビットに一致している。第１のサブセット（３０８）内の残りの４つのビットは、相関窓（３２０）内の対応するビットと一致しない。その結果、＋１が一致するビットに割り当てられ、−１が一致していないビットに割り当てられると、デジタル化されたエコー信号（７４０）の第１のサブセット（３０８）に対する相関値は−２であると計算される。他方では、＋１がビットに割り当てられ、０が一致していないビットに割り当てられると、デジタル化されたエコー信号（７４０）の第１のサブセット（３０８）に対する相関値は＋２であると計算される。上記のように、＋１および／または−１の代わりにそれ以外の値が使用されてもよい。
【０１２８】
その後、相関器装置（７３１）は、相関窓（３２０）内のビット（３００）、（３０２）のシーケンスを、デジタル化されたエコー信号（７４０）の別の（例えば、後ろまたは次の）サブセットと比較することによって、相関窓（３２０）を変える。例証される実施形態において、相関器装置（７３１）は、デジタル化されたエコー信号（７４０）内の第６〜第７のビット（３００）、（３０２）と相関窓（３２０）を比較して、別の相関値を計算する。図２０および２１に示されるように、相関窓（３２０）と比較されるサブセットは互いに少なくとも部分的に重複することもある。例えば、相関窓（３２０）と比較されるサブセットのそれぞれは、各サブセット内のビットの１つ以外のすべてで互いに重複してもよい。別の実施例において、サブセットのそれぞれは、各サブセット内の少数のビットだけ互いに重複するか、まったく重複しないこともある。
【０１２９】
相関器装置（７３１）は、デジタル化されたエコー信号（７４０）の異なるサブセットと相関窓（３２０）を比較し続けることで、当該サブセットに対する相関値を計算してもよい。上記の例を続けると、相関器装置（７３１）は、デジタル化されたエコー信号（７４０）の異なるサブセットについて、図２０と２１に示される相関値を計算する。図２０および２１では、相関窓（３２０）は相関窓（３２０）と比較されるサブセットの下に移して記載されており、相関窓（３２０）と比較されるサブセットの相関値は、（一致については＋１の値を、不一致については−１の値を用いて）相関窓（３２０）の右側に示されている。例証される例で示されているように、デジタル化されたエコー信号（２２６）内の第５乃至第１０のビット（３００）、（３０２）に関連付けられる相関値は、他のサブセットの１つ以上の他の相関値よりも大きいか、または、相関値の中で最大の相関値（例えば＋６）を有している。
【０１３０】
別の実施形態では、相関窓（３２０）に含まれるとともにデジタル化されたエコー信号（７４０）のサブセットと比較される受信パターン（３０６）は、送信信号（１０６）（図１８に示される）に含まれる送信パターンの一部および全体未満を含んでもよい。例えば、送信信号（１０６）内の送信パターンが、１３（または異なる数）のビット（３００）、（３０２）のデジタルパルスシーケンスを代表する波形を含む場合、相関器装置（７３１）は、送信パターンに含まれる１３（または異なる数）未満のビット（３００）、（３０２）を含む受信パターン（３０６）を使用することもある。
【０１３１】
１つの実施形態では、相関器装置（７３１）は、受信パターン（３０６）にマスクを適用して相関窓（３２０）（または隠された受信パターンとも呼ばれる）を形成することにより、受信パターン（３０６）全体未満をサブセットと比較することができる。図２０および２１に示される受信パターン（３０６）に関して、相関器装置（７３１）は、シーケンス「０００１１１」を含むマスク（または別のマスク）を受信パターン（３０６）に適用して、受信パターン（３０６）から最初の３つのビット（３００）、（３０２）を取り除き、その結果、最後の３つのビット（３００）、（３０２）だけがデジタル化されたエコー信号（７４０）の様々なサブセットと比較される。マスクは、マスク内の各ビットを受信パターン（３０６）内の対応するビットと掛けることによって適用されてもよい。１つの実施形態では、相関窓（３２０）がサブセットと比較されるとき、デジタル化されたエコー信号（７４０）内のサブセットのそれぞれには同じマスクが同様に適用される。
【０１３２】
相関器（７３１）は、最も大きな、１つ以上の相関値よりも大きな、および／または、指定された閾値よりも大きな相関値を、所望の相関値（３１２）として特定することもある。例証される例において、第５の相関値（例えば＋６）が所望の相関値（３１２）であることもある。所望の相関値（３１２）に対応するデジタル化されたエコー信号（７４０）内のビットのサブセットが、所望のサブセット（３１４）であると認識されることもある。例証される例において、所望のサブセット（３１４）は、デジタル化されたエコー信号（７４０）内の第５乃至第１０のビット（３００）、（３０２）を含んでいる。この実施例において、所望のサブセットの開始が所望のサブセットを特定するために使用されると、所望の遅延は５になるであろう。送信信号（１０６）（図１８に示される）が感知アセンブリ（１０２）から異なる分離距離（１１０）にある異なる標的対象（１０４）などの多数の標的対象（１０４）（図１８に示される）から反射される場合、所望の多くのサブセットが特定されることもある。
【０１３３】
デジタル化されたエコー信号（７４０）のサブセットのそれぞれは、デジタル化されたエコー信号（７４０）（例えばｔ０）の開始と、デジタル化されたエコー信号（７４０）のそれぞれのサブセット内の最初のビットの始まりとの間の時間遅れ（ｔｄ）に関連付けられることもある。代替的に、サブセットのための時間遅れ（ｔｄ）の始まりは、別の開始時間（例えば、デジタル化されたエコー信号（７４０）（ｔ０）の開始の前後の時間）から測定することができ、および／または、時間遅れ（ｔｄ）の最後は、中央などのサブセット内の別の位置、または、サブセットの別のビットであってもよい。
【０１３４】
所望のサブセットに関連する時間遅れ（ｔｄ）は、標的対象（１０４）から反射する送信信号（１０６）の飛行時間（ｔＦ）を表すこともある。上の方程式＃１を用いて、飛行時間は、感知アセンブリ（１０２）と標的対象（１０４）の間の分離距離（１１０）を計算するために使用することができる。１つの実施形態では、飛行時間（ｔＦ）は、飛行時間（ｔＦ）を得るために較正係数によって修正される時間遅れといった修正された時間遅れ（ｔｄ）に基づくこともある。一例として、飛行時間（ｔＦ）は、信号の伝播および／または他の処理または分析を説明するために、補正することができる。感知アセンブリ（１０２）の構成要素を介したエコー信号（２２４）の伝播、ベースバンドエコー信号（２２６）の形成、ベースバンドエコー信号（２２６）の伝播などは、飛行時間（ｔＦ）の計算に影響を与え得る。ベースバンドエコー信号（２２６）内の所望のサブセットに関連する時間遅れは、送信された信号（１０６）とエコー（１０８）の飛行時間を含んでもよく、同様に、システム（１００）のアナログとデジタルのブロック（例えば、相関器装置（７３１）、および／または、パターンコード発生器（２２８）、および／または、ミキサ（２１０）、および／または、増幅器（２３８））での様々な信号の伝播の時間も含むこともある。
【０１３５】
これらの構成要素を介したデータと信号の伝播時間を決定するために、較正ルーチンを使用することができる。既知の距離の標的に対して測定を行うことができる。例えば、送信および／または受信アンテナ（２０４）（２０６）から既知の分離距離（１１０）にある標的対象（１０４）に１つ以上の送信信号（１０６）を送ることができる。送信信号（１０６）の飛行時間の計算を上に記載されたように行うことができ、飛行時間を用いて、計算された分離距離（１１０）を決定することができる。実際の既知の分離距離（１１０）と計算された分離距離（１１０）との間の差に基づいて、感知アセンブリ（１０２）の構成要素を介した伝播時間に基づく測定誤差を計算してもよい。その後、この伝播時間を用いて、感知アセンブリ（１０２）を使用して計算されるさらなる飛行時間を補正（例えば、短くする）することもある。
【０１３６】
１つの実施形態では、感知アセンブリ（１０２）は、複数の送信信号（１０６）のバーストを送信してもよく、相関器装置（７３１）は、送信信号（１０６）の反射エコー（１０８）に基づくデジタル化されたエコー信号（７４０）に関する複数の相関値を計算してもよい。複数の送信信号（１０６）の相関値は、同じまたはほぼ同じ時間遅れ（ｔｄ）について計算された相関値の平均、中位、他の統計測定値を計算することによるなどして、共通する時間の遅れ（ｔｄ）によって分類されてもよい。他の相関値よりも大きな、または、最も大きな分類された相関値を用いると、単一の相関値および／またはバーストのみを使用する場合と比較して、飛行時間（ｔＦ）と分離距離（１１０）をより正確に計算することもある。
【０１３７】
図２２は、図１８に示される複数の送信信号（１０６）に関して計算および平均化した相関値の１つの例を示す。相関値（４００）は、時間（例えば、時間遅れまたは飛行時間）を表す水平軸（４０２）と、相関値（４００）の大きさを表す垂直軸（４０４）の傍らに示される。図２２に示されるように、複数のピーク（４０６）、（４０８）は、複数の送信信号（１０６）に関してグループ化される重相関値（４００）に基づいて特定されてもよい。ピーク（４０６）、（４０８）は、送信信号（１０６）を反射した１つ以上の標的対象（１０４）（図１８に示される）に関連付けられることもある。ピーク（４０６）、（４０８）の１つ以上に関連した時間遅れ（例えば水平軸（４０２）に沿った時間）を用いて、上記のように、ピーク（４０６）、（４０８）に関連する標的対象（１０４）の１つ以上の分離距離（１１０）を計算することができる。
【０１３８】
図２３は、図１９に示される感知アセンブリ（１０２）の別の概略図である。感知アセンブリ（１０２）は、無線機フロントエンド（ｒａｄｉｏ  ｆｒｏｎｔ  ｅｎｄ）（５００）と処理用のバックエンド（５０２）を含むものとして図２３に例証されている。無線機フロントエンド（５００）は、感知アセンブリ（１０２）のフロントエンド（２００）（図１９に示される）に含まれる構成要素の少なくともいくつかを含んでもよく、処理用バックエンド（５０２）は、感知アセンブリ（１０２）のバックエンド（２０２）（図１９に示される）の構成要素の少なくともいくつか、および／または、フロントエンド（２００）の１つ以上の構成要素（例えば、図１９に示されるフロントエンドの送信機（２０８）および／または受信機（２１８））を含んでもよい。
【０１３９】
上に記載されたように、受信されたエコー信号（２２４）は、１つの実施形態で高速光通信システムに使用される回路（５０６）によって（例えば図１９に示されるフロントエンドの受信機（２１８）によって）調整されてもよい。この調整は増幅および／または量子化のみを含むこともある。その後、信号（２２４）はその後、信号（２２４）に基づいてデジタル信号を作成するデジタイザ（７３０）を通過することもあり、その後、相関器（７３１）（以下に記載）に伝えられ、もともとの送信シーケンスと比較して飛行時間情報を抽出する。相関器装置（７３１）と調整回路はまとめて感知アセンブリ（１０２）のベースバンド処理セクションと呼ばれることもある。
【０１４０】
同様に、上に記載されたように、パターンコード発生器（２２８）は、パターン信号（２３０）で通信されるパターン（例えばデジタルパルスシーケンス）を生成する。デジタルパルスシーケンスは、パルスを短くし、システム（１００）（図１８に示される）の精度および／または正確さを高め、および／または、非常に広い帯域にわたって送信された無線エネルギーを広げるために、比較的高速であってもよい。パルスが十分に短い場合は、帯域幅は超広帯域（ＵＷＢ）と分類されるほどに十分に広いこともある。その結果、システム（１００）は、無免許での操作に世界的に利用可能な（地域によりばらつきがある）２２−２７ＧＨｚ  ＵＷＢ帯域および／または３−１０ＧＨｚ  ＵＷＢ帯域で動作することができる。
【０１４１】
１つの実施形態では、デジタルパルスシーケンスは、比較的低出力のフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）５０４のような１つ以上のデジタル回路によって生成される。ＦＰＧＡ  ５０４は、デジタルまたは論理システムを実行するために製造した後に、顧客またはデザイナーによって構成されるように考案された集積回路であってもよい。図２３に示されるように、ＦＰＧＡ  ５０４は、パルス符号発生器（２２８）と相関器装置（７３１）の機能を実行するように構成可能である。パルスシーケンスは、１つ以上の回路（５０８）によって緩衝および／または調整され、その後、フロントエンド（５００）（例えば、フロントエンドの送信機（２０８））の送信無線機に直接伝えられ得る。
【０１４２】
図２４は、図１９で示される感知アセンブリ（１０２）のフロントエンド（２００）の１つの実施形態の概略図である。感知アセンブリ（１０２）のフロントエンド（２００）は代替的に、無線機のフロントエンド（５００）（図２３に示される）または感知アセンブリ（１０２）の「無線機」と呼ばれることもある。１つの実施形態では、フロントエンド（２００）は、共通の周波数基準発生器（６０４）（図２４の「ＶＣＯチップ」）と共に、直接変換送信機（６００）（図２４内の「ＲＸチップ」）および受信機（６０２）を含んでいる。送信機（６００）は、フロントエンドの送信機（２０８）（図１９に示される）を含むまたは表すこともあり、受信機（６０２）は、フロントエンドの受信機（２１８）（図１９に示される）を含むまたは表すこともある。
【０１４３】
共通の周波数基準発生器（６０４）は、図１９に示される発振器装置（２１４）を含んでもよい。共通の周波数基準発生器（６０４）は、発振信号（２１６）として周波数基準信号を生成する電圧制御発振器（ＶＣＯ）であってもよい。１つの実施形態では、基準信号（２１６）の周波数は、送信信号（１０６）（図１８に示される）の指定されたまたは所望の搬送周波数の２分の１である。代替的に、基準信号（２１６）は別の周波数、例えば、搬送周波数、搬送周波数の整数の倍数または除数などと同じ周波数であってもよい。
【０１４４】
１つの実施形態では、基準発生器（６０４）は、搬送周波数の周波数の２分の１での正弦波である周波数基準信号（２１６）を放射する。基準信号は等しく分割されて送信機（６００）と受信機（６０２）に送られる。基準発生器（６０４）は入力制御電圧に応じて基準信号（２１６）の周波数を変化させることができることもあるが、固定された周波数の基準信号（２１６）を出力するために、基準発生器（６０４）を固定された制御電圧で動作させることができる。送信機（６００）と受信機（６０２）の間の周波数コヒーレンスが自動的に維持されることもあるため、こうしたことは許容可能である。さらに、この構成によって、感知アセンブリ（１０２）が動作する精度および／または速度を制限しかねない位相ロックループ（ＰＬＬ）または他の制御構造を必要とすることなく、送信機（６００）と受信機（６０２）の間のコヒーレンスが可能となる。別の実施形態では、搬送周波数を安定させるか、そうでなければ搬送周波数を制御するなどの他の目的のために、ＰＬＬを増やしてもよい。
【０１４５】
基準信号（２１６）を分割して送信機（６００）と受信機（６０２）に送ることができる。上に記載されたように、基準信号（２１６）は送信機（６００）と受信機（６０２）を駆動させる。
送信機（６００）は送信アンテナ（２０４）（図１９に示される）を駆動させてもよい（例えば、図１８に示される送信信号（１０６）を送信するために稼働する）。受信機（６０２）は、送信アンテナ（２０４）から離れている受信アンテナ（２０６）（図１９に示される）によって戻りエコー信号を受け取ってもよい。これにより、送信機（６００）と受信機（６０２）の間にＴ／Ｒ（伝送／受信）スイッチを配置する必要性を減らすことができる。送信機（６００）は、送信信号（１０６）（図１８に示される）を送信すべく送信アンテナ（２０４）を駆動するために、タイミング基準信号（２１６）をアップコンバータで変換して、送信アンテナ（２０４）を通って送信信号（６０６）を送信する。１つの実施形態では、送信機（６００）の出力は、最大の周波数、または、感知アセンブリ（１０２）（図１８に示される）内の１つ以上の他の周波数よりも大きな周波数であり得る。例えば、送信機（６００）からの送信信号（６０６）は搬送周波数であり得る。この送信信号（６０６）は、送信信号（６０６）によって生じた損失を最小限に抑えるまたは減らすために、送信アンテナ（２０４）に直接供給することができる。
【０１４６】
１つの実施形態では、送信機（６００）は、パターン発生器（６０４）および／またはパターンコード発生器（２２８）（図１９に示される）からの別々の同相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）のデジタルパターンまたは信号を受け取ることができる。これにより、送信信号（６０６）の柔軟性を増加させることができ、および／または、「実行時（ｏｎ  ｔｈｅ  ｆｌｙ）」、または、送信信号（１０６）の伝達中に送信信号（６０６）を変化させることができる。
【０１４７】
上に記載されたように、受信機（６０２）は基準発生器（６０４）からの周波数基準信号（２１６）のコピーを受け取ってもよい。戻りエコー（１０８）（図１８に示される）は、受信アンテナ（２０６）（図１９に示される）によって受け取られ、エコー信号（２２４）として受信機（６０２）に直接送られることもある。この構成により、最大のまたは可能な限り増加させた入力信号対雑音比（ＳＮＲ）をシステムに与えることができる。というのも、エコー信号（２２４）は、受信機（６０２）に入る前に、最小の距離または比較的短い距離しか伝播しないためである。例えば、エコー信号（２２４）は、送信／受信（ＴＸ／ＲＸ）スイッチのようなスイッチを介して伝播しないこともあれば、または、さもなければ進まないこともある。
【０１４８】
受信機（６０２）は、ベースバンド信号（例えば図１９に示されるベースバンドエコー信号（２２６））を生成するために、搬送周波数に集中した周波数スペクトルの比較的広いブロックをダウンコンバートすることができる。ベースバンド信号はその後、相関器装置（７３１）（図１９に示される）および／または１つ以上の他の構成要素などの感知アセンブリ（１０２）（図１８に示される）のベースバンドアナログセクションによって処理され、飛行時間（ｔＦ）が抽出される。上に記載されたように、この受信されたエコー信号（２２４）はＴＸパターン信号の遅延したコピーを含んでいる。遅延は送信信号（１０６）と対応するエコー（１０８）の往復の飛行時間の測定値を代表することもあり、および／または、そうした測定値である。
【０１４９】
周波数基準信号（２１６）は、互いに対して位相変化したＩ成分とＱ成分などの２つ以上の個々の信号を包含するまたは含むこともある。送信機（６００）と受信機（６０２）によって位相変化した信号を内部で生成させることもできる。例えば、信号（２１６）は、２つ以上の位相を変化させた成分（例えば、Ｉ成分とＱ成分またはＩチャネルとＱチャネル）を含むように生成されてもよく、あるいは、２つ以上の位相を変化させた成分を含むように生成後に修正されてもよい。
【０１５０】
１つの実施形態では、フロントエンド（２００）は、送信信号（６０６）とエコー信号（２２４）の間に比較的高い絶縁をもたらす。この絶縁は１つ以上の方法で達成することができる。最初に、送信部品と受信部品（例えば、送信機（６００）と受信機（６０２））を、物理的に個別のチップ、回路類、または他のハードウェアに配置することができる。次に、フィードスルーを減らすことができるように、基準発生器（６０４）は２分の１の搬送周波数で動作させることができる。第３に、送信機（６００）と受信機（６０２）は、互いからも物理的に単離した専用の（例えば、別々の）アンテナ（２０４）、（２０６）を有することができる。この絶縁により、さもなければシステム（１００）に含まれることもあるＴＸ／ＲＸスイッチを取り除くことができる。ＴＸ／ＲＸスイッチの使用を回避することにより、図１８に示される送信信号（１０６）の送信とエコー（１０８）の受信の間の切り替え時間を省くこともできる。切り替え時間を減らすことにより、システム（１００）は、比較的近い標的対象（１０４）までの距離を正確におよび／または的確に測定することができる。例えば、この切り替え時間を減らすことで、送信信号（１０６）がエコー（１０８）として受け取られる前に、感知アセンブリ（１０２）が図１８に示される分離距離（１１０）を測定するために、感知アセンブリ（１０２）と標的対象（１０４）との間で必要とされることもある閾値距離を減らすことができる。
【０１５１】
図２５は、図１８に示されるシステム（１００）のベースバンド処理システム（２３２）の１つの実施形態の回路図である。１つの実施形態では、ベースバンド処理システム（２３２）は、感知アセンブリ（１０２）（図１８に示される）に含まれているか、または、システム（１００）と離れているが、システム（１００）、（２３２）の間の１つ以上の信号を伝達するために、システム（１００）と動作可能に接続されている。例えば、ベースバンド処理システム（２３２）は、エコー信号（２２６）（例えばエコー信号（２２６Ａ）および／または（２２６Ｂ））を受け取るために、フロントエンドの受信機（２１８）（図１９に示される）と接続させることができる。例えば、システム（２３２）の少なくとも一部は、フロントエンドの受信機（２１８）と、図２５に示される制御および処理装置（ＣＰＵ）（２７０）の間に配置されてもよい。ベースバンド処理システム（２３２）は、粗段階および／または詳細な段階および／または非常に詳細な段階の決定を提供することもある。
【０１５２】
１つの実施形態では、システム（１００）（図１８に示される）は、粗段階の決定の後に、送信信号（１０６）内に詳細な送信パターン（例えば、詳細な段階の決定に関する送信パターン）を含んでいる。例えば、粗段階を用いてエコー信号（２２６）の時間遅れ（および／または、飛行時間）を計算するために、第１の送信信号（１０６）（または複数の送信信号（１０６）の１つ以上のバースト）内の第１の送信パターンを送信した後に、飛行時間の詳細な段階の決定（またはその一部）について、第２の送信パターンをその後の第２の送信信号（１０６）に含めることができる。粗段階の送信パターンは詳細な段階の送信パターンと同じこともある。代替的に、詳細な段階の送信パターンは、送信信号（１０６）のパルスシーケンスパターンの１つ以上の異なる波形またはビットを含むことなどによって、粗段階の送信パターンとは異なることがある。
【０１５３】
ベースバンド処理システム（２３２）はエコー信号（２２６）（例えば、フロントエンド受信機（２１８）（図１８に示される）からのエコー信号（２２６Ａ）のＩ成分またはチャネル、および／または、エコー信号（２２６Ｂ）のＱ成分またはチャネル）を受け取る。フロントエンドの受信機（２１８）から受け取られるエコー信号（２２６）は、図２５で「ＩまたはＱベースバンド信号」と呼ばれる。以下に記載されるように、システム（２３２）は、パターンコード発生器（２２８）（図１９に示される）から受信パターン信号（７２８）（図２５の「ＩまたはＱの微細な整合パターン（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｐａｔｔｅｒｎ）」を受け取ることもある。図１９や２５には示されていないが、パターンコード発生器（２２８）とシステム（２３２）は、互いに通信するために、１つ以上の伝導性の経路（例えば、バス、ワイヤー、ケーブルなど）によって接続されてもよい。システム（２３２）は、出力信号（７０２Ａ）、（７０２Ｂ）（まとめてまたは個々に出力信号（７０２）と呼ばれ、図２５で「ＩチャネルまたはＱチャネルのデジタルエネルギー予想値」として示される）を供給することができる。１つの実施形態では、ベースバンド処理システム（２３２）はアナログ処理システムである。別の実施形態では、ベースバンド処理システム（２３２）は、本質的にアナログおよび／またはデジタルである、成分および信号で構成されたハイブリッドのアナログおよびデジタルシステムである。
【０１５４】
システム（２３２）によって受け取られるデジタル化されたエコー信号（２２６）は、変換増幅器（７０４）（例えば、電流を電圧信号に変換することによるなどしてベースバンドエコー信号（２２６）を変換する増幅器）を使用して、信号を修正することによるなどして、ベースバンド処理システム（２３２）の信号調整部品によって調整されることもある。１つの実施形態では、変換増幅器（７０４）は、図２５でトランスインピーダンス増幅器、または「ＴＩＡ」を含むまたは表す。信号調整部品は、第２の増幅器（７０６）（例えば、図２５の限定的な増幅器または「ｌｉｍ．Ａｍｐ」）を含むことができる。変換増幅器（７０４）は、（変換増幅器（７０４）および／または１つ以上の他の部品によって増幅されるおよび／または緩衝されることもある）差分信号（７０８）を生成するために、片端接地（例えば非差分）信号であることもある比較的小さな受信信号で動作することができる。この差分信号（７０８）は、振幅がまだ比較的小さくてもよい。１つの実施形態では、差分信号（７０８）はその後、差分信号（７０８）の利得を増加させる第２の増幅器（７０６）に伝えられる。代替的に、変換増幅器（７０４）が十分に大きな（例えば、振幅および／またはエネルギーの観点で）出力差分信号（７１０）を生成する場合、第２の増幅器（７０６）はシステム（２３２）に含まれなくてもよい。第２の増幅器（７０６）は比較的大きな利得を提供することができ、飽和した出力（７１０）を許容することができる。第２の増幅器（７０６）には内部の正のフィードバックがあってもよく、その結果、差分信号（７０８）の比較的小さな入力差でさえ、より大きな出力信号（７１０）を生成することができる。１つの実施形態では、第２の増幅器（７０６）は、出力信号（７１０）を生成するために、受け取った差分信号（７０８）の振幅を量子化する。
【０１５５】
第２の増幅器（７０６）は、入力差分信号（７０８）の符号と、符号が１つの値から別の値に変わる時間を決定してもよい。例えば、第２の増幅器（７０６）は、１つの実施形態において、わずか１ビットの精度のアナログデジタル変換器として作動することもある。代替的に、第２の増幅器（７０６）は、比較的速い速度で差分信号（７０８）を周期的にサンプリングする、高速アナログデジタル変換器であってもよい。代替的に、第２の増幅器は、ベースバンド信号（２２６）のタイミング情報を保存しつつ、振幅量子化器として作動してもよい。第２の増幅器（７０６）としての限定的な増幅器を用いることで、比較的高い利得と比較的大きな入力ダイナミックレンジを与えることができる。その結果、限定的な増幅器に供給される比較的小さな差分信号（７０８）により、健全な（例えば、振幅および／または信号対雑音比が比較的高い）出力信号（７１０）を生成することができる。さらに、別の増幅器を過励振させることもある大きな差分信号（７０８）（例えば、比較的高い振幅および／またはエネルギーを有する）により、結果としてその代わりに出力条件を制御する（例えば、限定的な増幅器の限界動作）。第２の増幅器（７０６）は、比較的迅速な回復時間を有するか、または、いかなる回復時間も有していないこともあり、その結果、第２の増幅器（７０６）はエラーや飽和状態に陥ることもなく、第２の増幅器（７０６）に入力される差分信号（７０８）に応答し続けることもある。入力された差分信号（７０８）が許容できるレベル（例えば、低い振幅および／またはエネルギー）に戻ると、第２の増幅器（７０６）は、（入力された差分信号（７０８）によって引き起こされる）過励振した状態から回復する際に他の増幅器で要する時間を回避することもある。第２の増幅器（７０６）であればこうした回復時間中に入って来る受信信号を失わないようにしてもよい。
【０１５６】
（例えば、第２の増幅器（７０６）から）出力差分信号（７１０）を受け取るスイッチ装置（７１２）（図２５の「スイッチ」）は、出力差分信号（７１０）が送られる場所を制御することができる。例えば、スイッチ装置（７１２）は、複数の状態を交互に繰り返してもよく、１つの状態（例えば、雑な獲得または決定状態）では、スイッチ装置（７１２）は、出力差分信号（７１０）を第１の経路（７１６）に沿ってデジタイザ（７３０）に、その後、相関器装置（７３１）に向ける。デジタイザ（７３０）は、図２１に関して上に記載されたデジタルエコー信号（７４０）などのデジタル信号へと受信信号をデジタル化する、処理装置、制御装置、緩衝回路、デジタルゲート、遅延線路、サンプラーなどの１つ以上のアナログまたはデジタル部品を含む。上に記載されたように、第１の経路（７１６）は飛行時間の粗い段階決定を提供するために使用される。１つの実施形態では、信号（７１０）は、粗段階の決定のために相関器装置（７３１）に到達する前に、別の増幅器（７１４）および／または１つ以上の他の部品を通過することもある。別の状態では、スイッチ装置（７１２）は、出力差分信号（７１０）を、異なる第２の増幅器（７１８）に沿って１つ以上の他の部品（以下に記載）に向ける。第２の増幅器（７１８）は、例証される実施形態の飛行時間の詳細な段階の決定に使用される。
【０１５７】
スイッチ装置（７１２）は、第１の経路（７１６）から第２の増幅器（７１８）まで信号（例えば、出力差分信号（７１０））の流れの方向を交互にしてもよい。スイッチ装置（７１２）の制御は、制御ユニット（１１２）（図１８に示される）によって提供されてもよい。例えば、制御ユニット（１１２）は、信号がスイッチ装置（７１２）を通過した後にどこに流れるかを制御するために、制御信号をスイッチ装置（７１２）に伝達することもある。
【０１５８】
スイッチ装置（７１２）により受け取られた出力差分信号（７１０）は、第２のパス（７１８）内で比較装置（７２０）に伝達されてもよい。代替的に、スイッチ装置（７１２）（または別の部品）は、差分信号（７１０）を片端接地の信号に変換してもよく、この信号は比較装置（７２０）に入力される。比較装置（７２０）は、パターン発生器（２２８）（図１９に示される）から受信パターン信号（７２８）も受け取る。受信パターン信号（７２８）は、図２５で「ＩまたはＱの微細な位置合わせパターン」と呼ばれる。受信パターン信号（７２８）は同じ送信パターンのコピーを含んでもよく、これは、システム（２３２）によって分析されるエコー信号（２２６）を生成するために使用される送信信号（１０６）において送信される。代替的に、受信パターン信号（７２８）は、システム（２３２）によって分析されるエコー信号（２２６）を生成するために使用される送信信号（１０６）において送信される送信信号と異なることもある。
【０１５９】
比較装置（７２０）は、エコー信号（２２６）と受信パターン信号（７２８）との間の違いを特定するために、切り替え装置（７１２）から受け取った信号を受信パターン信号（７２８）と比較する。
【０１６０】
１つの実施形態において、受信パターン信号（７２８）は、粗い段階判定によって特定された時間の遅れ（例えば、飛行時間）によって遅れるパターンを含む。その後、比較装置（７２０）は、時間が遅れたパターン信号（７２８）とエコー信号（２２６）との間の重複または不一致を特定するために、パターン信号（７２８）中のこの時間が遅れたパターンを、（例えば、増幅器（７０４）および（７１０）によって変更されるような）エコー信号（２２６）と比較し得る。
【０１６１】
１つの実施形態において、比較装置（７２０）は、比較的高速なＸＯＲゲートとして作用する制限増幅器を含むか又は表わし得る。「ＸＯＲゲート」は、２つの信号が異なるときに、２つの信号を受信して、第１出力信号（例えば、「高」信号）を生成する、および２つの信号が異ならないときに、第２出力信号（例えば、「低」信号）を含むか又は信号を含まない、装置を含む。
【０１６２】
別の実施形態において、システムは、粗いベースバンド処理回路（７１６）または詳細なベースバンド処理回路（７１８）を含み得るだけである。この場合、スイッチ（７１２）も排除されてもよい。例えば、これは、システム全体のコストまたは複雑性を低下させるであろう。別の例として、システムは、優れた精度を必要としないかもしれず、粗いセクション（７１６）の早い応答が望まれる。粗い、詳細な及び非常に詳細な段階は、様々な性能メトリックの平衡を保つために、異なる時間に任意の組み合わせで使用されてもよい。インテリジェント制御が、操作者によって手動で提供され得るか、または触知可能なコンピューター読取り可能記憶媒体（コンピューターメモリーなど）に保存された１セット以上の指示（ソフトウェアモジュールまたはプログラムなど）に基づいてアセンブリ（１０２）を自律的に制御するプロセッサーまたはコントローラー（制御ユニット（１１２）など）によって自動的にもたらされ得る。インテリジェント制御は、使用される段階間で及び/又は１以上の他の段階からのフィードバックに基づくときに、手動で又は自動的に切り替わる。例えば、粗いステージからの判定（例えば、予測される飛行時間または分離距離）に基づいて、感知アセンブリ（１０２）は、飛行時間または分離距離をさらに精査する（ｒｅｆｉｎｅ）及び/又は標的対象（１０４）の動作をモニタリングするために、詳細な及び/又は非常に詳細な段階に手動で又は自動的に切り替わり得る。
【０１６３】
図２５を続けて参照すると、図２６は、比較装置（７２０）が、一実施形態において、どのようにベースバンドエコー信号（２２６）の一部分（８００）を、時間が遅れたパターン信号（７２８）の一部分（８０２）と比較するかの１つの例の概略図である。パターン信号（７２８）およびエコー信号（２２６）の一部分（８００）および（８０２）のみが示されるが、比較装置（７２０）は、より多くの又はすべてのエコー信号（２２６）を、パターン信号（７２８）と比較し得る。エコー信号（２２６）の一部分（８００）およびパターン信号（７２８）の一部分（８０２）は、互いに上に、および時間を表わす水平軸（８０４）の上に配置されて示される。出力信号（８０６）は、比較装置（７２０）から出力される信号を表わす。出力信号（８０６）は、エコー信号（２２６）の一部分（８００）とパターン信号（７２８）の一部分（８０２）との間の差（例えば、時間遅れ、重複量、または他の尺度）を表わす。比較装置（７２０）は、（図２６に示されるように、構成要素（８０６Ａ）および（８０６Ｂ）を有している）出力信号（８０６）としてのシングルエンドの出力信号（８０６）または差分信号を出力し得る。
【０１６４】
１つの実施形態において、比較装置（７２０）は、エコー信号（２２６）の一部分（８００）と時間が遅れたパターン信号（７２８）の一部分（８０２）との間の差に基づいて出力信号（８０６）を生成する。例えば、一部分（８００）、（８０２）の両方の大きさ又は振幅が、「高」である（例えば、正値を有している）とき、または一部分（８００）、（８０２）の両方の大きさ又は振幅が、「低」である（例えば、０または負値を有している）ときに、比較装置（７２０）は、第１の値を有する出力信号（８０６）を生成し得る。例証された例において、この第１の値は０である。一部分（８００）、（８０２）の両方の大きさ又は振幅が異なる（例えば、一方が高い値を有し、他方が０または低い値を有している）ときに、比較装置（７２０）は、高い値などの、第２の値を有する出力信号（８０６）を生成し得る。
【０１６５】
図２６の例において、エコー信号（２２６）の一部分（８００）およびパターン信号（７２８）の一部分（８０２）は、期間（８０８）、（８１０）を除いて、同じ又は同様の値を有する。これらの期間（８０８）、（８１０）中に、比較装置（７２０）は、「高い」値を有する出力信号（８０６）を生成する。これらの期間（８０８）、（８１０）の各々は、一部分（８００）と（８０２）との間の時間遅れ又は遅延を表わすことができる。他の期間中に、比較装置（７２０）は、図２６に示されるように、「低い」または０の値などの、異なる値を有する出力信号（８０６）を生成する。類似した出力信号（８０６）が、エコー信号（２２６）およびパターン信号（７２８）の他の部分のために生成されてもよい。
【０１６６】
図２７は、比較装置（７２０）が、どのようにベースバンドエコー信号（２２６）の一部分（９００）を、パターン信号（７２８）の一部分（９０２）と比較するかの別の例を例証する。一部分（９００）、（９０２）は、期間（９０４）、（９０６）を除いて、同じ又は同様の値を有する。これらの期間（９０４）、（９０６）中に、比較装置（７２０）は、「高い」値を有する出力信号（８０６）を生成する。他の期間中に、比較装置（７２０）は、「低い」または０の値などの、異なる値を有する出力信号（８０６）を生成する。上に記載されるように、比較装置（７２０）は、出力信号（８０６）中の追加の部分または波形を生成するために、ベースバンド信号（２２６）の追加の部分を、パターン信号（７２８）と比較し得る。
【０１６７】
図２８は、比較装置（７２０）が、どのようにベースバンドエコー信号（２２６）の一部分（１０００）を、パターン信号（２３０）の一部分（１００２）と比較するかの別の例を例証する。一部分（１０００）、（１００２）は、図２８に示される期間にわたって、同じ又は同様の値を有する。その結果、比較装置（７２０）によって生成される出力信号（８０６）は、一部分（１０００）、（１００２）の差を表わす「高い」値を含まない。上に記載されるように、比較装置（７２０）は、出力信号（８０６）中の追加の部分または波形を生成するために、ベースバンド信号（２２６）の追加の部分をパターン信号（７２８）と比較し得る。図２６、２７、および２８に示される出力信号（８０６）は、単に例として提供され、本明細書に開示されるすべての実施形態を限定するようには意図されない。
【０１６８】
比較装置（７２０）によって生成された出力信号（８０６）は、ベースバンドエコー信号（２２６）と、粗い段階判定によって測定された飛行時間または時間の遅れによって遅れるパターン信号（７２８）との間の一時的な不整合（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を表わす。一時的な不整合は、（図１８に示される）分離距離（１１０）を測定するための、（図１８に示される）送信信号（１０６）および（図１８に示される）エコー（１０８）の飛行時間に対する（例えば、加えられる）追加の部分であり得る。
【０１６９】
ベースバンド信号（２２６）とパターン信号（７２８）との間の一時的な不整合は、時間遅れと呼ばれ得る。時間遅れは、期間（８０８）、（８１０）、（９０４）、（９０６）によって表わすことができる。例えば、図２６におけるデータストリーム（２２６）の時間遅れは、期間（８０８）または（８１０）によって包含される時間、またはベースバンド信号（２２６）の一部分（８０２）が、パターン信号（７２８）の一部分（８００）の後ろに続く（例えば遅れる）時間であり得る。同様に、ベースバンド信号（２２６）の一部分（９０２）の時間遅れは、期間（９０４）または（９０６）であり得る。図２８に示される例に関して、ベースバンド信号の一部分（１０００）は、パターン信号（７２８）の一部分（１００２）より遅れない。上に記載されるように、いくらかの時間遅れが、より多くのベースバンド信号（２２６）を、時間が遅れたパターン信号（７２８）と比較することによって測定され得る。
【０１７０】
ベースバンド信号（２２６）と時間が遅れたパターン信号との間の一時的な不整合を測定するために、出力信号（８０６）が、変換装置（７２０）から１以上のフィルター（７２２）まで伝達され得る。１つの実施形態において、フィルター（７２２）は、低域フィルターである。フィルター（７２２）は、出力信号（８０６）のエネルギーに比例するエネルギー信号（７２４）を生成する。出力信号（８０６）のエネルギーは、出力信号（８０６）中の波形（８１２）、（９１０）のサイズ（例えば、幅）によって表わされる。ベースバンド信号（２２６）とパターン信号（７２８）との間の一時的な不整合が増加すると、波形（８１２）、（９１０）のサイズ（およびエネルギー）が増大する。その結果、エネルギー信号（７２４）によって伝えられた又は伝達された振幅及び/又はエネルギーが増大する。反対に、ベースバンド信号（２２６）と時間が遅れたパターン信号（７２８）との間の一時的な不整合が減少すると、波形（８１２）、（９１０）のサイズ及び/又は振幅及び/又はエネルギーも低下する。その結果、エネルギー信号（７２４）によって伝えられた又は伝達されたエネルギーは低下する。
【０１７１】
別の例として、上記のシステムは、ベースバンド信号（２２６）および時間が遅れたパターン信号（７２８）が、同じときには「高」信号を、異なるときには「低」信号を生成するＸＮＯＲ比較装置などの、異極性（ｏｐｐｏｓｉｔｅ ｐｏｌａｒｉｔｙ）を使用して実施され得る。この例において、ベースバンド信号（２２６）とパターン信号（７２８）との間の一時的な不整合が増加すると、波形（８１２）、（９１０）のサイズ（およびエネルギー）は低下する。その結果、エネルギー信号（７２４）によって伝えられた又は伝達された振幅及び/又はエネルギーは低下する。反対に、ベースバンド信号（２２６）と時間が遅れたパターン信号（７２８）との間の一時的な不整合が減少すると、波形（８１２）、（９１０）のサイズ、振幅、及び/又はエネルギーは増大する。その結果、エネルギー信号（７２４）によって伝えられた又は伝達されたエネルギーは増大する。
【０１７２】
エネルギー信号（７２４）は、測定装置（７２６）に伝達され得る（図２５における「ＡＤＣ」）。測定装置（７２６）は、エネルギー信号（７２４）のエネルギーを測定することができる。その後、測定されたエネルギーは、ベースバンド信号（２２６）と時間が遅れたパターン信号（７２８）との間の一時的な不整合によって表わされる飛行時間の追加の部分を決定するために使用され得る。１つの実施形態において、測定装置（７２６）は、エネルギー信号（７２４）のエネルギーを測定するために、エネルギー信号（７２４）のエネルギー及び/又は振幅を定期的にサンプリングする。例えば、測定装置（７２６）は、エコー信号（２２６）とパターン信号（７２８）との間で整合（または不整合）を測定または評価するために、エネルギー信号（７２４）の振幅及び/又はエネルギーをサンプリングするアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を含むか又は表わし得る。サンプリングされたエネルギーは、出力信号（７０２）としての測定装置（７２６）によって、制御ユニット（１１２）または他の出力装置あるいは構成要素（図２５における「ＩまたはＱのチャネルに対するデジタルエネルギー推定」として示される）に伝達され得る。
【０１７３】
制御ユニット（１１２）（または出力信号（７１０）を受信する他の構成要素）は、エネルギー信号（７２４）の測定されたエネルギーを検査し、ベースバンド信号（２２６）と時間が遅れたパターン信号（７２８）との間の一時的な不整合によって表わされる飛行時間の追加の部分を計算し得る。制御ユニット（１１２）はまた、一時的な不整合に関係する分離距離（１１０）の追加の部分を計算し得る。１つの実施形態において、制御ユニット（１１２）は、測定されたエネルギーを１以上のエネルギー閾値と比較する。異なるエネルギー閾値は、異なる量の一時的な不整合に関係し得る。比較に基づいて、一時的な不整合は、特定され得、上に記載される粗い段階判定を使用して計算された飛行時間に加えられ得る。その後、分離距離（１１０）は、飛行時間の粗い段階判定と、詳細な段階判定からの飛行時間の追加の部分との組み合わせに基づいて計算され得る。
【０１７４】
図２９は、１つの例による、測定装置（７２６）に提供される出力信号（７２４）、および（図１９に示される）制御ユニット（１１２）あるいは他の構成要素または装置によって使用されるエネルギー閾値の例を示す。出力信号（７０２）は、時間を表わす水平軸（１１０２）およびエネルギーを表わす垂直軸（１１０４）と並んで示される。いくつかのエネルギー閾値（１１０６）が、水平軸（１１０２）の上に示される。８つの出力信号（７２４Ａ−Ｈ）および８つのエネルギー閾値（１１０６Ａ−Ｈ）示されるが、代替的に、異なる数の出力信号（７２４）及び/又はエネルギー閾値（１１０６）が使用されてもよい。
【０１７５】
測定装置（７２６）は、エネルギー信号（７２４）をデジタル化して、エネルギーデータ出力信号（７０２）を生成し得る。出力信号（７０２）が、ＣＰＵ（２７０）によって測定装置（７２６）（図２５に示される）から受信されるときに、出力信号（７０６）は、出力信号（７０２）が、もしあるならば、どのエネルギー閾値（１１０６）を超えるかを測定するために、エネルギー閾値（１１０６）と比較され得る。例えば、出力信号（７０２Ａ）に関するエネルギーより少ないエネルギー（例えばより低い規模）を有する出力信号（７０２）は、閾値（１１０６）のいずれも超えないが、出力信号（７０２Ａ）は、閾値（１１０６Ａ）に近づくか又は達する。出力信号（７０２Ｂ）は、閾値（１１０６Ａ）を超えるが、閾値（１１０６Ｂ）を超えないたように決定される。図２９に示されるように、他の出力信号（７０２）は、いくつかの閾値（１１０６）を越え得るが、他の閾値（１１０６）を越えない。
【０１７６】
異なるエネルギー閾値（１１０６）は、１つの実施形態において、エコー信号（２２６）と時間が遅れたパターン信号（７２８）との間の異なる一時的な不整合に関係する。例えば、エネルギー閾値（１１０６Ａ）は、１００ピコセカンドの一時的な不整合を表わし得、エネルギー閾値（１１０６Ｂ）は、１５０ピコセカンドの一時的な不整合を表わし得、エネルギー閾値（１１０６Ｃ）は、２００ピコセカンドの一時的な不整合を表わし得、エネルギー閾値（１１０６Ｄ）は、２５０ピコセカンドの一時的な不整合を表わし得る。例えば、（７２４Ｂ）は、図２６に示される状況の結果であり得、（７２４Ｅ）は、図２７に示される状況の結果であり得る。
【０１７７】
出力信号（７０２）の測定されたエネルギーは、測定されたエネルギーが閾値（１１０６）の１以上を超えるかどうかを測定するために、閾値（１１０６）と比較され得る。出力信号（７０２）のエネルギーによって近づくか又は達するか又は表わされる、最大の閾値（１１０６）に関連する一時的な不整合は、エコー信号（２２６）と時間が遅れたパターン信号（７２８）との間の一時的な不整合として特定され得る。１つの実施形態において、閾値（１１０６Ａ）未満であるエネルギーを有する又は表わす出力信号（７０２）に対して、一時的な整合は特定されないだろう。
【０１７８】
エネルギー閾値（１１０６）は、標的対象（１０４）（図１８に示される）を、感知アセンブリ（１０２）（図１８に示される）から既知の分離距離（１１０）（図１８に示される）に位置付け、出力信号（７０２）によって表わされる又は達する又は近づくエネルギーのレベルを観察することによって確立され得る。
【０１７９】
飛行時間の詳細な段階判定を行なうことに加えて又はそれに代わるものとして、標的対象（１０４）（図１８に示される）の、飛行時間の測定を精査する（例えば、その分解能を増加させる）、動作をトラッキングする及び/又は検知するために、非常に詳細な段階が使用されてもよい。１つの実施形態において、非常に詳細な段階は、詳細な段階判定と同じ又は異なるエコー信号（２２６）の異なる構成要素またはチャネルを比較することを含む。例えば、１つの実施形態において、粗い段階判定は、上に記載されるように、１以上の送信信号（１０６）の第１のセットまたはバーストの送信から受信されたエコー（１０８）に基づくエコー信号（２２６）からの飛行時間を測定し得る。詳細な段階判定は、（送信信号（１０６）の第の１セットまたはバーストと同じ又は異なる送信パターンを使用し得る）続く、１以上の送信信号（１０６）の第２のセットまたはバーストの送信から受信されたエコー（１０８）に基づくエコー信号（２２６）間の一時的な不整合または重複の量を測定し得る。詳細な段階判定は、上に記載されるように、送信信号（１０６）の第２のセットまたはバーストからのエコー信号（２２６）と、粗い段階によって測定された飛行時間によって時間が遅れるような（粗い段階判定によって使用される受信パターンと同じ又は異なる受信パターンであり得る）受信パターン信号との間の一時的な不整合を測定し得る。１つの実施形態において、詳細な段階判定は、エコー信号（２２６）のＩ及び/又はＱの成分またはチャネルを検査する。非常に詳細な段階判定は、詳細な段階判定と同じ送信信号（１０６）の第２のセットまたはバーストからの、あるいは続く送信信号（１０６）の第３のセットまたはバーストからのエコー信号（２２６）の一時的な不整合を測定し得る。非常に詳細な段階判定は、エコー信号（２２６）と、粗い段階によって測定された飛行時間によって時間が遅れる（詳細な段階判定によって使用される受信パターン信号と同じ又は異なる）受信パターン信号との間の一時的な不整合を測定し得る。１つの実施形態において、非常に詳細な段階は、エコー信号（２２６）のＩ及び/又はＱの成分またはチャネルの一時的な不整合を測定するが、一方で詳細な段階は、同じ又は異なるエコー信号（２２６）のＱ及び/又はＩの成分またはチャネルの一時的な不整合を測定する。Ｉ成分の一時的な不整合は、（上に記載されるような）出力信号（７０２）として制御ユニット（１１２）（または他の構成要素または装置）に伝達され得るが、一方でＱ成分の一時的な不整合は、出力信号（１２２８）として制御ユニット（１１２）（または他の構成要素または装置）に伝達され得る。代替的に又は追加として、ＩチャネルおよびＱチャネルにおける波形の時間遅れは、標的の分離距離または動作を計算するために、エコーの相を分解するべく検査され得る。
【０１８０】
上に記述されるように、非常に詳細な段階判定は、代替的に又は追加として、粗い段階判定と同様のプロセスを含み得る。例えば、粗い段階判定は、本明細書に記載されるように、データストリームの異なるサブセットの相関値を決定するために、およびこれらの相関値から、対象のサブセットおよび対応する飛行時間を決定するために、受信パターンおよびデータストリームのＩチャネルを検査し得る。非常に詳細な段階判定は、データストリームの異なるサブセットの相関値を決定するために、およびこれらの相関値から、対象のサブセットおよび飛行時間を決定するために、受信パターンおよびデータストリームのＱチャネルを使用することができる。ＩチャネルおよびＱチャンネルからの飛行時間は、標的に対する飛行時間及び/又は分離距離を計算するために組み合わせられ得る（例えば、平均化される）。非常に詳細な段階判定によって計算された相関値は、標的に対する飛行時間及び/又は分離距離を測定するために、粗い段階及び/又は詳細な段階から時間の遅れに加えられ得る更なる時間の遅れを計算するべく使用され得る。代替的に又は追加として、ＩチャネルおよびＱチャネルおけるに波形の相関値は、標的の分離距離または動作を計算するために、エコーの相を分解するべく検査され得る。
【０１８１】
図３０は、図１８に示されるシステム（１００）のベースバンド処理システム（１２００）の別の実施形態の回路図である。１つの実施形態において、ベースバンド処理システム（１２００）は、ベースバンド処理システム（２３２）（図２５に示される）に類似している。例えば、ベースバンド処理システム（１２００）は、感知アセンブリ（１０２）の、フロントエンド受信機（２１８）、パターンコード発生器（２２８）、及び/又はベースバンド処理アセンブリ（２３２）に連結されることによって、感知アセンブリ（１０２）（図１８に示される）に含まれ得る。ベースバンド処理システム（１２００）は、ベースバンドエコー信号（２２６）およびパターン信号のＩおよびＱの成分が、処理および分析のために流れることができる、２つ以上の並列経路（１２０２）、（１２０４）を含む。例えば、第１経路（１２０２）は、エコー信号（２２４）およびベースバンドエコー信号（２２６）のＩ成分を処理および分析することができ、第２経路（１２０４）は、エコー信号（２２４）およびベースバンドエコー信号（２２６）のＱ成分を処理および分析することができる。例証された実施形態において、経路（１２０２）、（１２０４）の各々は、上に記載されたベースバンド処理システム（２３２）を含む。代替的に、経路（１２０２）、（１２０４）の１つ以上は、信号を分析する及び/又は処理するための１つ以上の他の成分を含み得る。別の実施形態において、単一の経路（１２０２）または（１２０４）のみが、ベースバンドエコー信号（２２４）及び/又はベースバンドエコー信号（２２６）の多数の異なる成分を処理及び/又は分析し得る。例えば、経路（１２０２）は、第１期間中に信号（２２４）及び/又は（２２６）のＩ成分を検査し、その後、異なる（例えば、後の又は前の）第２期間中に信号（２２４）及び/又は（２２６）のＱ成分を検査し得る。
【０１８２】
操作中に、エコー信号（２２４）は、フロントエンド受信機（２１８）に受信され、別々のＩおよびＱの信号（１２０６）、（１２０８）（本明細書でＩおよびＱのチャネルとも呼ばれる）へと分離される。各々の別々のＩおよびＱの信号（１２０６）、（１２０８）は、対応するエコー信号（２２４）のＩまたはＱの成分を含み、図２５に示されるベースバンド処理システム（２３２）に関連して上に記載される信号と同様に処理および分析され得る。例えば、Ｉ信号（１２０６）およびＱ信号（１２０８）の各々は、（例えば、図２５に示される信号（７０８）に類似した）差分信号を、（例えば、図２５に示される増幅器（７０６）に類似した）別の増幅器（１２１２）に出力するために、各経路（１２０２）、（１２０４）において（変換増幅器（７０４）に類似した）変換増幅器（１２１０）によって受信及び/又は増幅され得る。増幅器（１２１２）は、切り替え装置（１２１４）に提供される（例えば、図２５に示される信号（７１０）に類似した）増加した利得を有する信号を生成することができる。切り替え装置（１２１４）は、（図２５に示される）切り替え装置（７１２）に類似し得、上に記載されるように、飛行時間の粗い段階特定のために、信号を、増幅器（１２１２）から（図２５に示される増幅器（７１４）に類似し得る）増幅器（１２１６）及び/又は相関器装置（２３２）に伝達し得る。
【０１８３】
（図２５に示される）切り替え装置（７１２）に関連して上に記載されることに類似して、切り替え装置（１２１４）は、信号を、増幅器（１２１２）から、（図２５に示される比較装置（７２０）に類似し得る）比較装置（１２１８）、（図２５に示されるフィルター（７２２）に類似し得る）フィルター（１２２０）、および（図２５に示される測定装置（７２６）に類似し得る）測定装置（１２２２）に向けることができる。比較装置（１２１８）は、各々、パターンコード発生器（２２８）とは異なる受信パターン信号の成分を受信し得る。例えば、第１経路（１２０２）中の比較装置（１２１８）は、詳細な段階のための受信パターン信号のＩ成分（１２２４）を受信し得、第２経路（１２０２）中の比較装置（１２１８）は、非常に詳細な段階のための受信パターン信号のＱ成分（１２２６）を受信し得る。比較装置（１２１８）は、上に記載されることに類似して、受信パターン信号のＩまたはＱの成分（１２２４）、（１２２６）と、エコー信号（２２６）のＩまたはＱの成分との間の一時的な不整合を表わす出力信号を生成する。例えば、第１経路（１２０２）中の比較装置（１２１８）は、ベースバンドエコー信号（２２６）のＩ成分と、時間が遅れた受信パターン信号（７２８）のＩ成分との間の一時的な不整合を表わす（例えば、それに比例する）エネルギーを有する信号を出力し得る。第２経路（１２０４）中の比較装置（１２１８）は、ベースバンドエコー信号（２２６）のＱ成分と、時間が遅れたパターン信号（７２８）のＱ成分との間の一時的な不整合を表わすエネルギーを有する別の信号を出力し得る。代替的に、図２５に示されるように、Ｉ操作とＱ操作との間で共有され得る、単一の経路（７００）が存在し得る。これは、ベースバンドエコー信号（２２６Ａ）および（２２６Ｂ）のＩおよびＱの成分間で交互に提供されるか又は切り替えられることによって遂行され得る。
【０１８４】
上に記載されるように、比較装置（１２１８）から出力された信号のエネルギーは、フィルター（１２２０）を通り抜けることができ、エコー信号（２２６）および受信パターン信号のＩおよびＱの成分に関係する一時的な不整合の各々を測定するために、測定装置（１２２２）によって測定され得る。これらの一時的な不整合は、一緒に加えられ得、粗い段階判定によって決定された飛行時間に加えられ得る。上に記載されるように、粗い段階判定からの一時的な不整合および飛行時間の合計は、（図１８に示される）分離距離（１１０）を計算するベースバンド処理装置（２３２）によって使用され得る。エコー信号および時間が遅れた受信パターン信号のＩよびＱの成分が、互いからおよそ９０度位相変化されるため、ＩおよびＱの成分を別々に検査することによって、以下の方程式２による帰還する信号（１０８）のキャリア位相の計算が可能となり、送信信号（１０６）およびエコー（１０８）のキャリア信号の波長のおよそ８分の１またはそれより良い（少ない）分解能を提供することができる。代替的に、９０度以外によって分離された３つ以上の成分が存在し得る。
【０１８５】
１つの実施形態において、上に記載された非常に詳細な段階判定は、（図１８に示される）分離距離（１１０）を変更する、比較的小さな動作を測定するために使用され得る。例えば、非常に詳細な段階は、ベースバンドエコー信号（２２６）における対象のサブセットに関係する分離距離（１１０）の一部分内の比較的小さな動作を特定するために使用されてもよい。
【０１８６】
図３１は、一実施形態によるベースバンドエコー信号（２２６）のＩおよびＱの成分の投影を例証する。非常に詳細な段階判定は、ベクトル上にベースバンドエコー信号（２２６）のＩおよびＱの成分の特徴を投影する、（図１９に示される）ベースバンド処理装置（２３２）を含み得る。図３１に示されるように、ベクトル（１３００）は、水平軸（１３０２）および垂直軸（１３０４）と並んで示される。データ信号（２３４）、（７０２）、（１２２８）、（２６０）、または他の信号、あるいは信号の幾つか又はすべての組み合わせの検査による、バックエンド（２０２）または制御ユニット（１１２）または他の処理または計算の装置は、水平軸（１３０２）に沿ったエコー信号のＩ成分（１３２０）の特徴（例えば、振幅）の投影、および垂直軸（１３０４）に沿ったエコー信号のＱ成分（１３２１）の特徴（例えば、振幅）の投影にとして、ベクトル（１３００）を測定し得る。例えば、ベクトル（１３００）は、エコー信号のＩ成分の振幅を表わす量によって水平軸（１３０２）に沿った場所にまで、およびエコー信号のＱ成分の振幅を表わす量によって垂直軸（１３０４）に沿った場所にまで拡張し得る。その後、キャリアの位相は、次のように計算され得る:
【０１８７】
【数２】
2018075406.tif 000004
式中、φは位相を示し、ＩはＩ投影（１３２０）であり、およびＱはＱ投影（１３２１）である。キャリア位相またはキャリア位相の変化は、以下の方程式を通して距離または距離の変化を計算するために使用され得る:
【０１８８】
【数３】
2018075406.tif 000005
式中、λは搬送周波数の波長であり、φは上記の方程式２から計算されるような度合いで表わされた位相である。
【０１８９】
その後、（図１９に示される）ベースバンド処理装置（２３２）は、（図１８に示される）追加の送信信号（１０６）から受信した（図１８に示される）エコー（１０８）に基づいて追加のベクトル（１３０６）、（１３０８）を測定し得る。ベクトル（１３０６）またはベクトル（１３０８）に対するベクトル（１３００）の変化に基づいて、ベースバンド処理装置（２３２）は、対象のサブセットに関係する（図１８に示される）分離距離（１１０）の一部分内の（図１８に示される）標的対象（１０４）の動作を特定し得る。例えば、ベクトル（１３０６）の場所への反時計回り方向（１３１０）でのベクトル（１３００）の回転は、図１８に示される感知アセンブリ（１０２）への標的対象（１０４）の動作（または標的対象（１０４）への感知アセンブリ（１０２）の動作）を表わし得る。ベクトル（１３０８）の場所への時計回り方向（１３１２）でのベクトル（１３００）の回転は、感知アセンブリ（１０２）から離れた標的対象（１０４）の動作（または標的対象（１０４）への感知アセンブリ（１０２）の動作）を表わし得る。代替的に、反時計回り方向（１３１０）のベクトル（１３００）の動作は、感知アセンブリ（１０２）から離れた標的対象（１０４）の動作（または標的対象（１０４）への感知アセンブリ（１０２）の動作）を表わし得るが、一方で時計回り方向（１３１２）のベクトル（１３００）の動作は、図１８に示される感知アセンブリ（１０２）への標的対象（１０４）の動作（または標的対象（１０４）への感知アセンブリ（１０２）の動作）を表わし得る。相関器装置（２３２）は、動作のどの方向が結果的に時計回り方向（１３１２）または反時計回り方向（１３１０）のベクトル（１３００）の回転をもたらすかを決定するために、標的対象（１０４）を、感知アセンブリ（１０２）へと及びそれから離して移動させることによって較正され得る。
【０１９０】
上に記載される、粗い、詳細な、及び/又は非常に詳細な段階判定は、様々な組み合わせで使用されてよい。例えば、粗い段階判定は、たとえ（図１８に示される）感知システム（１０２）から（図１８に示される）標的対象（１０４）までの近似距離が知られていなくても、（図１８に示される）分離距離（１１０）を計算するために使用されてよい。代替的に、粗い段階は、分離距離（１１０）のより正確な計算を得るために、詳細な及び/又は非常に詳細な段階判定とともに使用されてもよい。粗い、詳細なおよび非常に詳細な段階は、様々な性能メトリックの平衡を保つために、異なる時間に任意の組み合わせで使用されてもよい。
【０１９１】
別の例として、（図１８に示される）分離距離（１１０）が知られている場合、詳細な又は非常に詳細な段階判定は、粗い段階判定を使用して、最初に対象のビットを特定する必要なしに開始され得る。例えば、（図１８に示される）システム（１００）は、初期の既知の分離距離（１１０）からのアップデートが、詳細な及び/又は非常に詳細な段階判定を使用して、特定及び/又は記録される、「トラッキング」モードであってもよい。
【０１９２】
図１８に示されるシステム（１００）の議論に戻ると、別の実施形態において、システム（１００）は、異なる標的対象（１０４）から反射されるエコー（１０８）を判別する。例えば、システム（１００）のいくつかの使用において、送信信号（１０６）は、多数の標的対象（１０４）から反射し得る。標的対象（１０４）が、感知アセンブリ（１０２）から異なる分離距離（１１０）で位置付けられる場合、（図１９に示される）単一のベースバンドエコー信号（２２６）は、異なる標的対象（１０４）からのエコーを表わすビットのいくつかのシーケンスを表わし得る。以下に記載されるように、マスクは、異なる標的対象（１０４）を識別するために、ベースバンドエコー信号（２２６）、およびベースバンドエコー信号（２２６）と比較される相関窓におけるパターンに適用され得る。
【０１９３】
図３２は、一実施形態による、（図１８に示される）異なる標的対象（１０４）に反射される（図１８に示される）エコー（１０８）を識別するための技術を例証する。図１８に示される第１の送信信号（１０６）（または一連の第１の送信信号（１０６））が、多数の標的対象（１０４）から反射するときに、（図１９に示される）パターン信号（２３０）におけるデジタルパルスシーケンス（例えば、ビットのパターン）は、第２の送信信号（１０６）（または一連の第２の送信信号（１０６））の送信のために、第１の送信信号（１０６）におけるデジタルパルスシーケンスに比例して変更され得る。（図１９に示される）第２の送信信号（１０６）のエコー（１０８）および対応するベースバンドエコー信号（２２６）は、複数の標的対象（１０４）を識別するために（例えば、異なる標的対象（１０４）に関係する異なる飛行時間及び/又は分離距離（１１０）を計算するために）、変更されたデジタルパルスシーケンスと比較され得る。
【０１９４】
図３２における第１のデジタル化エコー信号（１４００）は、（図１８に示される）送信信号（１０６）が、（図１８に示される）感知アセンブリ（１０２）から（図１８に示される）第１の分離距離（１１０）で第１の標的対象（１０４）に反射するときに生成され得るビットのシーケンスを表わす。第２のデジタル化エコー信号（１４０２）は、送信信号（１０６）が、感知アセンブリ（１０２）から、異なる第２の分離距離（１１０）である異なる第２の標的対象（１０４）に反射するときに生成され得るビットのシーケンスを表わす。デジタル化エコー信号（１４００）、（１４０２）を別々に生成する代わりに、感知アセンブリ（１０２）は、異なる標的対象（１０４）からのエコー（１０８）の組み合わせを表わす、結合されたデジタル化エコー信号（１４０４）を生成し得る。結合されたデジタル化エコー信号（１４０４）は、デジタル化エコー信号（１４００）、（１４０２）の組み合わせを表わし得る。
【０１９５】
上に記載されるように、相関窓（１４０６）は、（図１８に示される）それぞれの標的対象（１０４）に対する飛行時間を測定するために、対象のサブセット（１４０８）、（１４１０）などの対象のサブセットを決定するための、デジタル化エコー信号（１４００）、（１４０２）のいずれかと比較され得るビットのシーケンス（１４１４）を含む。しかしながら、標的対象（１０４）からの（図１８に示される）エコー（１０８）が結合され、結合されたデジタル化エコー信号（１４０４）が生成されるときに、相関窓（１４０６）は、いくつかの標的対象（１０４）の１つ以上に対する飛行時間を測定するのにそれほど正確でないかもしれないか又は測定することができないだろう。例えば、相関窓（１４０６）とデジタル化エコー信号（１４００）、（１４０２）の各々との別々の比較は、結果的に対象のサブセット（１４０８）、（１４１０）に対して計算されている＋６の相関値をもたらすが、相関窓（１４０６）と、結合されたデジタル化エコー信号（１４０４）との比較は、結果的に、結合されたデジタル化エコー信号（１４０４）において第１乃至第６のビット、第３乃至第８のビット、および第７乃至第１２のビットを含むサブセットに対して、＋５、＋４、および＋４の相関値をもたらし得る。その結果、（図１９に示される）ベースバンド処理装置（２３２）は、（図１８に示される）異なる標的対象（１０４）を識別することができないかもしれない。
【０１９６】
１つの実施形態において、マスク（１４１２）は、相関窓（１４０６）においてビットのシーケンス（１４１４）を変更するために、相関窓（１４０６）においてビットのシーケンス（１４１４）に適用され得る。マスク（１４１２）は、相関窓（１４０６）においてビットの１つ以上の値を排除することができるか、さもなければ変更することができる。マスク（１４１２）は、相関窓（１４０６）においてビットのシーケンス（１４１４）と異なるビットのシーケンス（１４２０）を有する変更された相関窓（１４１８）を作成するために、（例えば、ビットの値を増加させることによって）相関窓（１４０６）に適用されるビットのシーケンス（１４１６）を含むことができる。例証された例において、マスク（１４１２）は、最初の３つのビット（「１０１」）の第１部分および最後の３つのビット（「０００」）の第２部分を含む。代替的に、異なるビットのシーケンス及び/又は異なるビットのシーケンスの長さを有する、別のマスク（１４１２）は使用されてもよい。相関窓（１４０６）にマスク（１４１２）を適用することによって、相関窓（１４０６）におけるビットのシーケンス（１４１４）中の最後の３つのビット（「０１１」）が排除される。その結果、変更された相関窓（１４１８）におけるビットのシーケンス（１４２０）は、相関窓（１４１８）の最初の３つのビット（「１０１」）のみを含む。別の実施形態において、マスク（１４１２）は、相関窓（１４０６）に追加のビットを加える及び/又は相関窓（１４０６）においてビットの値を変更する。
【０１９７】
変更された相関窓（１４１８）におけるビットのシーケンス（１４２０）は、（図１８に示される）送信信号（１０６）に含めるために送信機に伝達される（図１９に示される）パターン信号（２３０）中のビットのシーケンスを変更するために使用され得る。例えば、結合されたデジタル化エコー信号（１４０４）を受信し、（図１８に示される）異なる標的対象（１０４）を判別することができなくなった後に、標的対象（１０４）へと送信されるパターンでのビットのシーケンスは、変更された相関窓（１４１２）においてビットのシーケンス（１４２０）を、または異なる標的対象（１０４）の判別を助けるために幾つかの他のビットのシーケンスを含むように変更され得る。追加の結合されたデジタル化エコー信号（１４２２）は、ビットのシーケンス（１４２０）を含む送信信号（１０６）のエコー（１０８）に基づいて受信され得る。
【０１９８】
その後、変更された相関窓（１４１８）は、（図１８に示される）異なる標的対象（１０４）に関係する対象のサブセットを特定するために、追加のデジタル化エコー信号（１４２２）と比較され得る。例証された実施形態において、上に記載されるように、変更された相関窓（１４１８）は、第１および第２の対象のサブセット（１４２４）、（１４２６）を特定するために、デジタル化されたエコー信号（１４２２）の異なるサブセットと比較され得る。例えば、第１および第２の対象のサブセット（１４２４）、（１４２６）は、デジタル化エコー信号（１４２２）の他のサブセットと比較して、より高い又は最も高い相関値を有するものとして特定され得る。
【０１９９】
操作中に、送信信号（１０６）が、複数の標的対象（１０４）に反射すると、信号（１０６）に送信パターンは、標的対象（１０４）の１つ以上を、デジタル化エコー信号（２２６）の検査から特定することができないときに、送信信号（１０６）の連続するバースト間で比較的速く変更され得る。その後、変更されたパターンは、変更されたパターンを含む相関窓を使用して、デジタル化エコー信号（７４０）中の標的対象（１０４）を識別するために使用され得る。
【０２００】
別の実施形態において、（図１８に示される）送信信号（１０６）に含まれるビットのデジタルパルスシーケンスは、相関窓に含まれるビットのデジタルパルスシーケンスとは異なり得、（図１９に示される）ベースバンドエコー信号（２２６）と比較され得る。例えば、（図１９に示される）パターンコード発生器（２２８）は、不均一なパターンを作成し得、（図１９に示される）パターン信号（２３０）中の不均一なパターンを、送信機（２０８）およびベースバンド処理装置（２３２）に伝達し得る。送信機（２０８）は、送信信号（１０６）中の第１のビットのパターンを混合することができ、ベースバンド処理装置（２３２）は、異なる第２のビットのパターンを、送信信号（１０６）の（図１８に示される）エコー（１０８）に基づいて生成されるベースバンドエコー信号（２２６）と比較することができる。図３２に関連して上に記載される例に関して、相関窓（１４０６）におけるビットのシーケンス（１４１４）は、送信信号（１０６）に含まれ得るが、一方でマスク（１４１２）におけるビットのシーケンス（１４１６）または変更された相関窓（１４１８）におけるビットのシーケンス（１４２０）は、デジタル化エコー信号（１４２２）と比較され得る。このように異なるパターンを使用することによって、（図１８に示される）感知アセンブリ（１０２）は、上に記載されるように、複数の標的対象（１０４）を識別することが可能となる。このように異なるパターンを使用することによってさらに、（図１８に示される）感知アセンブリ（１０２）は、限定されないが、クラッタ緩和（ｃｌｕｔｔｅｒ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ）、信号対雑音の改善、妨害対抗、なりすまし対策（ａｎｔｉ−ｓｐｏｏｆｉｎｇ）、盗聴対策（ａｎｔｉ−ｅａｖｅｓｄｒｏｐｐｉｎｇ）などを含む、他の機能を実施することが可能である。
【０２０１】
図３３は、一実施形態に従うアンテナ（１５００）の模式図である。アンテナ（１５００）は、送信アンテナ（２０４）及び/又は受信アンテナ（２０６）として使用され得、それら両方は、図１９に示される。代替的に、別のアンテナが、送信アンテナ（２０４）及び/又は受信アンテナ（２０６）に使用されてもよい。アンテナ（１５００）は、アンテナユニットセル（１５０４）の多次元（例えば、二次元）アレイ（１５０２）を含む。ユニットセル（１５０４）は、マイクロストリップパッチアンテナを表わし得るか又は含み得る。代替的に、ユニットセル（１５０４）は、別のタイプのアンテナを表わし得る。いくつかのユニットセル（１５０４）は、直列給電型アレイ（１５０６）を形成するために、互いに直列に導電結合され得る。例証された実施形態において、ユニットセル（１５０４）は、線系列で接続される。代替的に、ユニットセル（１５０４）は、別の形状で接続され得る。
【０２０２】
いくつかの直列給電型アレイ（１５０６）は、例証された実施形態においてアレイ（１５０２）を形成するために、並列した導電結合される。図３３に示されるユニットセル（１５０４）および直列給電型アレイ（１５０６）の数は、例として提供される。異なる数のユニットセル（１５０４）及び/又はアレイ（１５０６）が、アンテナ（１５００）に含まれ得る。アンテナ（１５００）は、強め合う及び/又は弱め合う干渉を介して（図１８に示される）送信信号（１０６）のエネルギーを集中させるために、いくつかのユニットセル（１５０４）を使用し得る。
【０２０３】
図３４は、（図１８に示される）感知アセンブリ（１０２）のフロントエンド（２００）の一実施形態の概略図です。図３４に示されるように、アンテナ（１５００）は、送信アンテナ（２０４）および受信アンテナ（２０６）として使用され得る。各アンテナ（１５００）は、比較的短い長さの伝送回線（１６００）によって受信機（６０２）または送信機（６００）に直接接続され得る（例えば、アンテナ（１５００）と受信機（６０２）または送信機（６００）との間に配置される他の構成要素はない）。
【０２０４】
感知アセンブリ（１０２）のフロントエンド（２００）は、アンテナ（１５００）上の無線送信する窓（ｒａｄｉｏ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ ｗｉｎｄｏｗｓ）（１６０４）とともに、金属またはさもなければ導電性のハウジングなどの、筐体（１６０２）に収容され得る。代替的に、フロントエンド（２００）は、非金属の（例えば誘電性の）筐体に収容され得る。アンテナ（１５００）上の窓は、筐体（１６０２）から切り抜かれなくてよいが、その代わりに、送信信号（１０６）およびエコー（１０８）が、窓（１６０４）を通って、アンテナ（１５００）から又はアンテナ（１５００）へと通ることを可能にする、筐体（１６０２）の部分を表わし得る。
【０２０５】
筐体（１６０２）は、アンテナ（１５００）を包み込み、その結果、アンテナは、筐体（１６０２）の導体に効果的にはめ込まれ、これによって、アンテナ（１５００）間の分離をさらに改善することができる。代替的に、非導電性の筐体（１６０２）の場合には、アンテナ（１５００）は、筐体（１６０２）および追加の金属フォイル、及び/又は吸収性素材によって完全に囲まれ得るか、あるいはアンテナ（１５００）間の分離を改善するために、他の手段が加えられ得る。１つの実施形態において、分離性が十分に高い場合、送信アンテナおよび受信アンテナ（１５００）は、帰還するエコー（１０８）が十分に強いと、同時に操作され得る。これは、標的が至近距離にあるときの事例であり得、感知アセンブリ（１０２）が、送信/受信スイッチなしで作動することを可能にする。
【０２０６】
図３５は、図３４における線３５−３５に沿ったアンテナ（１５００）の一実施形態の横断面図である。アンテナ（１５００）（図３５における「平面アンテナ」）は、電気絶縁性材料（誘電材料または他の非導電性材料など）のカバー層（１７００）（図３５における「スーパーストレート（Ｓｕｐｅｒｓｔｒａｔｅ）」）を含む。カバー層（１７００）のためのこのような材料の例は、限定されないが、石英、サファイア、様々なポリマーなどを含む。
【０２０７】
アンテナ（１５００）は、アンテナ（１５００）を支持する基板（１７０６）の表面に位置付けられ得る。導電性の接地平面（１７０８）が、基板（１７０６）の対向面に、または別の場所に配置されてもよい。
【０２０８】
カバー層（１７００）は、エアギャップ（１７０４）（図３５における「空気（Ａｉｒ）」）によってアンテナ（１５００）から分離され得る。代替的に、カバー層（１７００）とアンテナ（１５００）との間の間隙は、空気以外の別の材料または流体によって少なくとも部分的に満たされ得る。別の代案として、エアギャップは、排除され得、カバー層（１７００）は、直接アンテナ（１５００）上に留まり得る。カバー層（１７００）は、外物によって引き起こされる環境的及び/又は機械的な損傷からアンテナ（１５００）を保護することができる。１つの実施形態において、カバー層（１７００）は、アンテナ（１５００）によって放出された、送信信号（１０６）のエネルギーをビームに集中させる又は反射されたエコー（１０８）のエネルギーをアンテナ（１５００）へと集中させる、レンズ効果（ｌｅｎｓｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）を提供する。
【０２０９】
このレンズ効果によって、送信信号（１０６）及び/又はエコー（１０８）は、アンテナ（１５００）と（図１８に示される）標的対象（１０４）との間に位置する材料（例えば、テフロン（登録商標）、ポリカーボネート、または他のポリマーなどの絶縁体）の付加層（１７０２）を通ることができる。例えば、感知アセンブリ（１０２）は、モニタリングされている対象（例えば、感知アセンブリ（１０２）によって測定されている流体のタンクの上部）に取り付けられ得る一方で、レンズ効果によって、感知アセンブリ（１０２）は、タンクの上部を通って窓または開口部を切断することなく、タンクの上部を介して信号（１０６）を送信する且つエコー（１０８）を受信することができる。
【０２１０】
１つの実施形態において、基板（１７０８）は、送信信号（１０６）及び/又はエコー（１０８）のキャリア信号の波長より薄い、対向面間の厚み寸法を有し得る。例えば、基板（１７０８）の厚みは、波長のおよそ２０分の１であり得る。エアギャップ1（７０４）及び/又はスーパーストレート（１７００）の厚みはより大きく、例えば波長の３分の１である。エアギャップ（１７０４）およびスーパーストレート（１７００）のいずれか１つ又は両方はまた、完全に除去され得る。
【０２１１】
本明細書に記載されるシステム（１００）及び/又は感知アセンブリ（１０２）の１つ以上の実施形態は、感知アセンブリ（１０２）によって測定される分離距離（１１０）及び/又は飛行時間を使用する様々な用途に使用され得る。システム（１００）及び/又は感知アセンブリ（１０２）の用途のいくつかの具体的な例が、本明細書に記載されるが、システム（１００）または感知アセンブリ（１０２）の用途または使用のすべてが本明細書に明記されるものに限定されるわけではない。例えば、（例えば、深さ測定として）分離距離（１１０）の検出を使用する多くの用途が、システム（１００）及び/又は感知アセンブリ（１０２）を使用するか又は組み込むことができる。
【０２１２】
図３６は、医療用途における感知アセンブリ（１０２）を使用する一例の概略図である。感知アセンブリ（１０２）は、患者（２３００）の位置及び/又は患者の比較的小さな動作の変化をモニタリングするために、上に記載される段階（例えば、粗い段階、詳細な段階、および非常に詳細な段階）の１つ以上を使用し得る。例えば、上に記載される動作の非常に詳細な段階判定は、呼吸数検知、心拍数検知、粗大運動または筋肉運動のモニタリングなどに使用され得る。呼吸数、心拍数およびその活性は、睡眠障害を診断するのに有用であり得、感知は、非接触性であるため、観察されている患者にとってより快適であり得る。一例として、患者（２３００）の腹部及び/又は胸部に対する分離距離（１１０）は、上に記載されるように、デジタルパルスシーケンス（例えば対象のビット）の１つのビット内で測定され得る。その後、感知アセンブリ（１０２）は、呼吸数及び/又は心拍数をトラッキングするために、対象のサブセット内の胸部及び/又は腹部の比較的小さな動作をトラッキングすることができる。さらに又は代替的に、感知アセンブリ（１０２）は、胸部及び/又は腹部の動作をトラッキングし、患者（２３００）の呼吸の一回呼吸量を推測するために、腹部の、既知の、測定された、または指定されたサイズでの動作を組み合わせることができる。さらに又は代替的に、感知アセンブリ（１０２）は、患者（２３００）の奇異呼吸を検知するために、胸部と腹部の動作を一緒にトラッキングすることができる。
【０２１３】
別の例として、感知アセンブリ（１０２）は、患者（２３００）の身体に入り込む送信信号（１０６）を伝達し得、心臓などの様々な内部構造の動作または絶対位置を感知し得る。これらの位置または動作の多くは、比較的小さい且つわずかなものであり得、感知アセンブリ（１０２）は、内部構造の動作または絶対位置を感知するために、動作または分離距離（１１０）の非常に詳細な段階判定を使用することができる。
【０２１４】
非接触性の感知アセンブリ（１０２）を使用することはまた、患者（２３００）上でワイヤーセンサー（例えば、ワイヤーによって医療モニターに接続されて戻された、被験者に直接取り付けられたセンサー）を使用することが不可能または不都合である状況に有用であり得る。例えば、従来のワイヤーセンサーが妨げとなり得る、高活性の状況において、感知アセンブリ（１０２）は、遠くから患者（２３００）の分離距離（１１０）及び/又は動作をモニタリングし得る。
【０２１５】
別の例において、感知アセンブリ（１０２）は、姿勢認識および全体的な動作または活性感知に使用され得る。これは、とりわけ高齢者などのリスクを抱える個体の、うつ病、疲労、および全体的な健康などの、慢性症状の診断のための患者（２３００）の長期的な観察に使用され得る。うつ病などの、比較的遅く発病する疾患の場合には、感知アセンブリ（１０２）による長期的な観察が、その疾患の早期発見に使用され得る。また、ユニットが、患者（２３００）上に取り付けるものなしで、医療用のパラメーターまたは量（ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ）を検知することができるため、感知アセンブリ（１０２）は、患者（２３００）の知識または協力なしで、患者（２３００）の測定を行なうために使用され得る。これは、センサーを付けられた場合に混乱するであろう子どもを扱うときなどの、多くの状況に有用であり得る。これはまた、神経質になったときに呼吸が速くなる及び浅くなるなどの、患者（２３００）の精神状態の指標にもなり得る。これは、遠隔の嘘発見器機能を生じさせるであろう。
【０２１６】
別の実施形態において、感知アセンブリ（１０２）によって生成されたデータは、１つ以上の他のセンサーによって生成されたか又は得られたデータと組み合わせられてもよい。例えば、感知アセンブリ（１０２）による分離距離（１１０）の計算は、他のセンサーのデータと組み合わさった深さ測定として使用されてもよい。このような異なるセンサーからのデータの組み合わせは、本明細書でセンサー融合と呼ばれ、感知されている現象または対象または環境のより完全な像（ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｐｉｃｔｕｒｅ）を形成するための、２つ以上の別々の連続する（ｓｔｒｅａｍｓ ｏｆ）センサーのデータの融合を含む。
【０２１７】
一例として、感知アセンブリ（１０２）を使用して計算された分離距離（１１０）は、カメラによって獲得した二次元画像データと組み合わされてもよい。例えば、分離距離（１１０）ないと、コンピューターまたは他のマシンは、二次元画像中の対象の実際の物理的サイズを決定することができないかもしれない。
【０２１８】
図３７は、１つの実施形態による、（図１に示される）感知アセンブリ（１０２）を含み得る感知システム（２５００）の概略図である。光レベルセンサー、放射線センサー、水分量センサーなどの、多くのタイプのセンサーは、センサーと標的対象（１０４）との間の分離距離（１１０）が変わるとともに変化し得る標的対象（１０４）の測定を得る。図３７に示される感知システム（２５００）は、分離距離（１１０）が変わると変化する情報を獲得する１つ以上のセンサーを含むか又は表わしてもよく、および感知アセンブリ（１０２）を含むか又は表わしてもよい。感知システム（２５００）および標的対象（１０４）からの距離情報（例えば、分離距離（１１０））は、センサーによって読まれているか又はモニタリングされている、センサーと標的との間の距離に依存する他のセンサー情報の較正または修正を提供することができる。
【０２１９】
例えば、感知システム（２５００）は、標的対象（１０４Ａ）、（１０４Ｂ）、および標的対象（１０４Ａ）、（１０４Ｂ）に対する分離距離（１１０Ａ）、（１１０Ｂ）からの情報（例えば、光レベル、放射、水分、熱など）を獲得または測定することができる。分離距離（１１０Ａ）、（１１０Ｂ）は、測定された情報を修正または較正するために使用され得る。例えば、標的対象（１０４Ａ）、（１０４Ｂ）の両方が、同じ光レベル、放射、水分、熱などを提供する場合、異なる分離距離（１１０Ａ）、（１１０Ｂ）によって、結果的に、感知システム（２５００Ａ）、（２５００Ｂ）は、異なる光レベルを測定する、放熱、放射、熱などを測定する。（図１に示される）感知アセンブリ（１０２）が分離距離（１１０Ａ）、（１１０Ｂ）を測定することによって、標的対象（１０４Ａ）、（１０４Ｂ）に対する測定された情報は、修正され得（例えば、標的対象（１０４Ａ）に対する分離距離（１１０Ａ）の大きさに基づいて増加される、及び/又は標的対象（１０４Ｂ）に対する分離距離（１１０Ｂ）の大きさに基づいて減少される）、その結果、測定された情報は、異なる分離距離（１１０）に対する測定された情報を修正しないことに比べて、より正確となる。
【０２２０】
別の例として、感知システム（２５００）は、反射パルスオキシメトリーセンサーおよび感知アセンブリ（１０２）を含み得る。光の２つ以上の異なる波長が、システム（２５００）によって標的対象（１０４）の表面に向けられ、システム（２５００）の光検出器が散乱光を検査する。反射されたパワーの比率は、標的対象（１０４）中の血液の酸化レベルを測定するために使用され得る。標的対象（１０４）である患者の身体に直接取り付けられる（例えば、係合される）代わりに、感知システム（２５００）は、患者の身体から離間され得る。
【０２２１】
患者の身体の表面は、光源で照射され得、（図１に示される）感知アセンブリ（１０２）は、標的対象（１０４）に対する（例えば、皮膚の表面に対する）分離距離（１１０）を測定することができる。その後、患者における血液の酸化レベルは、患者から分離されている感知システム（２５００）によって引き起こされる光の反映されたパワーの減少のために、較正または修正され得る。
【０２２２】
別の実施形態において、図１に示される感知アセンブリ（１０２）及び/又はシステム（１００）は、様々なセンサーシステムに上記の機能性を加えるために、他のセンサー、コントローラー、コンピューターなどと通信することができる、独立型のユニットとして提供され得る。ソフトウェアで実施されたシステムは、センサーから情報のストリーム（ｓｔｒｅａｍｓ）を収集する及び集約する（ａｇｇｒｅｇａｔｅ）ことができ、また感知された情報を制御システムに送達することができ、ここで、アセンブリ（１０２）及び/又はシステム（１００）によって測定された分離距離（１１０）は、感知された情報と共に使用される。代替的に又は追加として、アセンブリ（１０２）によって測定された分離距離（１１０）は、他のセンサー、コントローラー、コンピューターなどと直接通信することなく、タイムスタンプまたは地理的場所などの他のマーカーと共に収集され得る。その後、ソフトウェアで実施されたシステムは、測定を互いに合わせる（ａｌｉｇｎ）ように、分離距離（１１０）および他のセンサーデータを一致させることができる。
【０２２３】
本明細書に記載されるセンサー融合の例は、感知アセンブリ（１０２）および１つの他のセンサーの組み合わせに単に限定されない。追加のセンサーが、２つ以上の追加のセンサーによって獲得されたデータストリームを有する感知アセンブリ（１０２）によって検知された分離距離（１１０）及び/又は動作を集約するために使用され得る。例えば、（マイクからの）音声データ、（カメラからの）ビデオデータ、および感知アセンブリ（１０２）からの分離距離（１１０）及び/又は動作は、物理的環境をより完全に理解するために集約され得る。
【０２２４】
図３８Ａ−Ｂは、標的対象からの分離距離及び/又は標的対象の動作を感知するための方法（２７００）の一実施形態を例証する。方法（２７００）は、本明細書に記載されるシステムまたは感知アセンブリの１つ以上と共に使用されてもよい。
【０２２５】
（２７０２）では、決定は、飛行時間及び/又は分離距離の粗い段階判定を使用するか
どうかの決定がなされる。例えば、（図１に示される）システム（１００）の操作者は、システム（１００）に対して手動で入力を行い、及び/又はシステム（１００）は、上に記載される粗い段階判定を使用するかどうかを自動的に決定し得る。粗い段階判定が使用される場合、方法（２７００）の手順は、（２７０４）に移る。代替的に、方法（２７００）の手順は、（２７１８）に移ってもよい。１つの実施形態において、上に記載されるように、粗い段階は、飛行時間及び/又は分離距離を測定するために、送信信号および受信されたエコー信号の単一のチャネル（例えば、ＩチャネルまたはＱチャンネルのいずれか）を使用する。
【０２２６】
（２７０４）では、発振信号は、送信信号を作成するために、粗い送信パターンと結合される。例えば、上に記載されるように、（図２に示される）発振信号（２１６）は、（図１に示される）送信信号（１０６）を形成するために、（図２に示される）送信パターン信号（２３０）のデジタルパルスシーケンスと結合される。
【０２２７】
（２７０６）では、送信信号は、標的対象へと送信される。例えば、上に記載されるように、（図２に示される）送信アンテナ（２０４）は、（図１に示される）送信信号（１０６）を、（図１に示される）標的対象（１０４）へと送信し得る。
【０２２８】
（２７０８）では、標的対象に反射される、送信信号のエコーが受信される。例えば、上に記載されるように、（図１に示される）標的対象（１０４）に反射される（図１に示される）エコー（１０８）は、（図２に示される）受信アンテナ（２０６）によって受信される。
【０２２９】
（２７１０）では、受信されたエコーは、ベースバンド信号を得るためにダウンコンバートされる。例えば、（図１に示される）エコー（１０８）は、（図２に示される）ベースバンドエコー信号（２２６）に変換される。例えば、受信されたエコー信号（２２４）は、（図１に示される）送信信号（１０６）を生成するために、（図２に示される）粗い送信パターン信号（２３０）と結合された（図２に示される）同じ発振信号（２１６）と結合され得る。上に記載されるように、エコー信号（２２４）は、粗い受信データストリームとして（図２に示される）ベースバンドエコー信号（２２６）を生成するために、発振信号（２１６）と結合され得る。
【０２３０】
（２７１２）では、ベースバンド信号は、粗い受信データストリームを得るためにデジタル化される。例えば、これは、デジタル化されたエコー信号（７４０）を生成するために、デジタイザー（７３０）を含むベースバンド処理装置（２３２）を通り抜け得る。
【０２３１】
（２７１４）では、相関窓（例えば、粗い相関窓）および粗いマスクは、対象のサブセットを特定するために、データストリームと比較される。代替的に、マスク（例えば、データストリームの１つ以上の部分を排除または変更するマスク）は使用されないかもしれない。１つの実施形態において、上に記載されるように、（図１に示される）送信信号（１０６）に含まれる粗い送信パターンのすべてまたは一部を含む、（図３に示される）粗い相関窓（３２０）は、（図２に示される）デジタル化されたエコー信号（７４０）の様々なサブセットまたは部分と比較される。相関値は、データストリーム（２２６）の様々なサブセットに対して計算され得、対象のサブセットは、相関値を比較することによって、例えば、最も大きい又は１つ以上の他の対象のサブセットより大きい相関値を有するサブセットを特定することによって、特定され得る。
【０２３２】
（２７１６）では、送信信号およびエコーの飛行時間は、対象のサブセットの時間の遅れに基づいて計算される。この飛行時間は、粗い飛行時間と呼ばれ得る。上に記載されるように、対象のサブセットは、（図１に示される）送信信号（１０６）の送信と、対象のサブセットの第１ビット（または対象のサブセットの別のビット）との間の時間遅れ（ｔｄ）と関連性があり得る。上に記載されるように、飛行時間は、時間遅れと等しくなり得るか、または時間遅れに基づき得、（例えば、信号の伝搬のための）修正係数または相関係数は、飛行時間に対する時間遅れを修正するために使用される。
【０２３３】
（２７１８）では、決定は、分離距離の詳細な段階判定が使用されるかどうかの決定がなされる。例えば、上に記載されるように、（図１に示される）分離距離（１１０）の測定をさらに精査する及び/又は（図１に示される）標的対象（１０４）の動作をトラッキングするために、詳細な段階判定の使用の決定が自動的に又は手動でなされ得る。詳細な段階が使用される場合、方法（２７００）の手順は、（２７２０）に移り得る。一方で、詳細な段階が使用されない場合、方法（２７００）の手順は、（２７０２）に戻り得る。
【０２３４】
（２７２０）では、発振信号は、送信信号を作成するために、デジタルパルスシーケンスと結合される。上に記載されるように、詳細な段階中で使用される送信パターンは、粗い段階中で使用される送信パターンとは異なり得る。代替的に、送信パターンは、粗い段階および詳細な段階に対しては同じであってよい。
【０２３５】
（２７２２）では、送信信号は、（２７０６）に関連して上に記述されるのと同様に、標的対象へと伝達される。
【０２３６】
（２７２４）では、標的対象に反映される、送信信号のエコーが、（２７０８）に関連して上に記述されるのと同様に、受信される。
【０２３７】
（２７２６）では、受信されたエコーは、ベースバンド信号を得るためにダウンコンバートされる。例えば、（図１に示される）エコー（１０８）は、（図２に示される）ベースバンドエコー信号（２２６）に変換される。
【０２３８】
（２７２８）では、ベースバンド信号（２２６）は、詳細な受信パターンと比較される。上に記載されるように、詳細な受信パターンは、粗い飛行時間より遅れ得る。例えば、受信パターンを有するベースバンド信号を、ベースバンド信号と、同じ開始する又は初期の時間基準を有する受信パターンとの両方と比較する代わりに、受信パターンは、粗い段階判定によって測定された時間の遅れと同じ時間遅れる。この遅れた受信パターンはまた、「粗い遅れた詳細な抽出パターン（ｃｏａｒｓｅ ｄｅｌａｙｅｄ ｆｉｎｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ）」（７２８）と呼ばれ得る。
【０２３９】
（２７３０）では、詳細なデータストリームと時間が遅れた受信パターンとの間の時間遅れが計算される。図２６乃至２９に関連して上に記載されるように、この時間遅れは、詳細なデータストリームおよび時間が遅れた受信パターンにおける波形間の一時的な重複または不一致を表わし得る。時間遅れは、詳細なデータストリームと時間が遅れた受信パターンとの間の重複を表わす波形のエネルギーとして測定され得る。上に記載されるように、（図２６および２７に示される）時間遅れを表わす期間（８０８）、（８１０）、（９０４）、（９０６）が計算され得る。
【０２４０】
（２７３２）では、粗い段階によって測定された飛行時間（例えば、「飛行時間の推定値」）が、時間遅れによって精査される。例えば、（２７３０）で計算された時間遅れは、（２７１６）で計算された飛行時間に加えられ得る。代替的に、時間遅れは、（図１に示される）指定された又は既知の分離距離（１１０）に関連する又はそれから計算される飛行時間などの、指定された飛行時間に加えられ得る。
【０２４１】
（２７３４）では、上に記載されるように、（（２７３２）で計算された時間遅れを含む）飛行時間が、標的対象からの分離距離を計算するために使用される。その後、方法（２７００）の手順は、ループ方式で（２７０２）に戻り得る。上記の方法は、ＩおよびＱのチャネルの差を抽出するために、図３０でのような並列経、あるいは上に記載されるようなスイッチまたは多重経路を使用して、別々に又は並列してＩまたＱのチャネルに対して繰り返され得る。これらの差は、エコーの位相を分解するために検査され得る。
【０２４２】
１つの実施形態において、（例えば、（２７２０）から（２７３２）に関連して記載されるような）詳細な段階判定の機能は、上に記載されるように、送信信号およびエコー信号のチャネルのＩまたはＱの成分の１つ上で実行される。例えば、（図２に示される）エコー信号（２２６）のＩチャネルは、上に記載されるように、時間が遅れた受信パターンとエコー信号（２２６）との間の一時的な重複の量を測定するために検査され得る。非常に詳細な段階判定を行なうために、同様の検査が、Ｑチャネルなどの、エコー信号の別の成分またはチャネル上で行われ得る。例えば、エコー信号（２２６）のＩチャネル分析（例えば、詳細な段階）は、同じエコー信号（２２６）のＱチャネル分析（例えば、非常に詳細な段階）と同時発生的に又は同時に行われ得る。代替的に、詳細な段階および非常に詳細な段階は、連続して行われ得、ＩまたはＱのチャネルの１つが、エコー信号および時間が遅れた受信パターンの一時的な重複を測定するために検査され、その後にＩまたはＱのチャネルのもう１つが、一時的な重複を測定するために検査される。ＩまたはＱのチャネルの一時的な重複は、時間遅れ（例えば、ＩおよびＱのチャネルの時間遅れ）を計算するために使用され、これは、粗い段階判定または飛行時間の推定に加えられ得る。上に記載されるように、この飛行時間は、（図１に示される）分離距離（１１０）を測定するために使用され得る。代替的に又は追加として、ＩチャネルおよびＱチャネルにおける波形の時間遅れは、分離距離または標的の動作を計算するために、エコーの位相を分解するために検査され得る。
【０２４３】
上に記載されるように、非常に詳細な段階判定は、代替的に又は追加として、粗い段階判定と同様のプロセスを含み得る。例えば、本明細書に記載されるようにて、粗い段階判定は、データストリームの異なるサブセットの相関値を測定するために、受信パターンおよびデータストリームのＩチャネルを検査し得、それらの相関値から、対象のサブセットおよび対応する飛行時間を測定し得る。上に記載述されるように、非常に詳細な段階判定は、データストリームの異なるサブセットの相関値を測定するために、受信パターンおよびデータストリームのＱチャネルを使用し得、それらの相関値から、対象のサブセットおよび飛行時間を測定し得る。ＩチャネルおよびＱチャネルからの飛行時間は、標的に対する飛行時間及び/又は分離距離を計算するために組み合わせられ得る（例えば、平均化される）。非常に詳細な段階判定によって計算された相関値は、標的に対する飛行時間及び/又は分離距離を測定するために、粗い段階及び/又は詳細な段階から時間の遅れに加えられ得る、さらなる時間の遅れを計算するために使用され得る。代替的に又は追加として、ＩチャネルおよびＱチャネルにおける波形の相関値は、分離距離または標的の動作を計算するために、エコーの位相を分解するように検査され得る。
【０２４４】
上記の記載が例示目的として意図され、限定するようには意図されないことを理解されたい。例えば、上に記載の実施形態（及び/又はその態様）は、互いに組み合わせて使用されてもよい。さらに、特定の状況または要素（ｍａｔｅｒｉａｌ）を、創造性のある主題の教示に、その範囲から逸脱することなく採用するために、多くの変更がなされ得る。本明細書に記載される要素の規模およびタイプは，創造性のある主題のパラメーターを定義するように意図されるが、それらは決して限定するものではなく、典型的な実施形態である。上記の記載を考察することで、多くの他の実施形態が、当業者にとって明白となるであろう。したがって、創造性のある主題の範囲は、添付の請求項（ｃｌａｕｓｅｓ）を、そのような請求項が与えられるのと同等の十分な範囲とともに参照して決定されるべきである。添付の請求項において、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「ここで（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」は、それぞれの平易な英語の同義語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ここで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」として使用される。さらに、以下の請求項において、用語「第１」「第２」および「第３」などは、単に標識（ｌａｂｅｌｓ）として使用され、それらの対象に数的な要件を負わせるようには意図されない。さらに、以下の請求項の限定は、ミーンズ・プラス・ファンクション形式で書かれておらず、そのような請求項の限定が、句「意味する（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」を明確に使用し、さらなる構造を欠く機能の明記がない限り、３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ． § １１２、第６段落に基づいて解釈されるようには意図されない。
【０２４５】
この記載は、創造性のある主題のいくつかの実施形態を開示する、および当業者が、任意の装置またはシステムを製造および使用する、および任意の組み込まれた方法を実行することを含む、創造性のある主題の実施形態を実行することを可能にする、例を使用する。創造性のある主題の特許可能な範囲は、請求項によって定義され、当業者が想到する他の例を含み得る。このような他の例は、請求項の文字通りの言語（ｌｉｔｅｒａｌ ｌａｎｇｕａｇｅ）と異ならない構造要素を有する場合に、または請求項の文字通りの言語とのごくわずかな差を有する同等の構造要素を含む場合に、請求項の範囲内にあるように意図される。
【０２４６】
本発明の創造性のある主題の特定の実施形態の前述の記載は、添付の図面とともに参照すると、一層よく理解される。図面が様々な実施形態の機能ブロックの略図を例証する程度まで、機能ブロックは、ハードウェア回路間の区分を必ずしも示していない。したがって、例えば、機能ブロック（例えばプロセッサーまたはメモリー）の１つ以上は、単一のハードウェア（例えば、汎用の信号プロセッサー、マイクロコントローラー、ランダムアクセスメモリー、ハードディスクなど）において実施され得る。同様に、プログラムは、例えば、独立型のプログラムであってもよく、オペレーティングシステムにサブルーチンとして組み込まれてもよく、およびインストールされたソフトウェアパッケージ中の機能であってもよい。様々な実施形態は、図面に示される配置および手段（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｌｉｔｙ）に限定されない。
【０２４７】
本明細書で使用されるように、単数形で列挙された及び単語「１つ（ａ）」または「１つ（ａｎ）」で進められた要素または工程は、明示的に言及されない限り、前記要素または工程の複数形を除外しないように理解されるべきである。さらに、本発明の創造性のある主題の「一実施形態」に対する言及は、列挙された特徴も組み込む追加の実施形態の存在を除外するように解釈されるようには意図されない。さらに、明示的に言及されない限り、特定の特性を有する要素または複数の要素を「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を有さない追加のそのような要素を含み得る。
【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３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月12日(2018.1.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感知システム（１１）であって：
人間の第１標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定する、第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）；及び
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）から前記複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を受け取る解析システム（１８）とを備え、
該解析システム（１８）はまた、第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した複数の距離（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）の差を計算することにより、異なる時点での第１標的場所（１６）にある人間の動作を定量化し、ここで、前記解析システム（１８）は、計算される複数の距離（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）の差を使用して、第１標的位置（１６）の人間の動作を示す１以上の第１定量化活動レベル値を作り出し、
ここで、前記解析システム（１８）は、
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した、複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）又は複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差の少なくとも１つを使用して、人間の姿勢、
計算される複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）又は複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差の少なくとも１つを使用して、共通の標的場所（１６）にある人間の存在、
１以上の第１定量化活動レベル値を使用して、人間の転倒、
第１定量化活動レベル値として、複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差から呼吸パターン信号（６３０４）、および該解析システム（１８）が呼吸パターン信号（６３０４）を使用して監視する人間の呼吸、
１以上の第１定量化活動レベル値を使用して、人間の心臓周期を表わす人間の心臓信号（６３１０）、または
１つ以上の第１の数量化された活動レベル価値を使用して、人間の識別
の１以上を判定し、
前記解析システム（１８）はさらに、呼吸パターン信号（６３０４）を使用して人間の呼吸を監視する
ことを特徴とする感知システム（１１）。
【請求項２】
前記姿勢は、人間が表面（２０）に立つ、座る、又は横たわる行為の少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の感知システム（１１）。
【請求項３】
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）は、レーダーを使用して、異なる時点の第１標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定する、ことを特徴とする請求項１に記載の感知システム（１１）。
【請求項４】
レーダーを使用して、異なる時点の、人間の第１標的場所（１６）と異なる第２標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定する、第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）を更に含み、ここで、解析システム（１８）はまた、第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差を計算することにより、第２標的場所（１６）にある人間の動作を定量化し、第２標的位置（１６）にある人間の動作を示す１以上の第２定量化活動レベル値を作り出す、ことを特徴とする請求項１に記載の感知システム（１１）。
【請求項５】
前記第１定量化活動レベル値は、人間の第１身体部分（３１００、３１０２）の動作を表わし、前記第２定量化活動レベル値は、同じ人間の異なる第２身体部分（３１００、３１０２）の動作を表わす、ことを特徴とする請求項４に記載の感知システム（１１）。
【請求項６】
前記第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）は、人間の胸部の正面、側面、又は背面の少なくとも１つに位置する人間までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定し、ここで前記解析システム（１８）はまた、前記呼吸パターン信号（６３０４）を使用して人間の呼吸を監視する、ことを特徴とする請求項１に記載の感知システム（１１）。
【請求項７】
前記解析システム（１８）は、前記第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）の生のデータ信号（６３００）から以前抽出した別の信号から心臓信号（６３１０）を抽出することなく、生のデータ信号（６３００）から直接、健康信号として心臓信号（６３１０）を抽出する、ことを特徴とする請求項６に記載の感知システム（１１）。
【請求項８】
前記標的対象（１４）は前記第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）に対して移動している、ことを特徴とする請求項１に記載の感知システム（１１）。
【請求項９】
レーダーを使用して同じ第１標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定する第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）を更に含み、
ここで、前記解析システム（１８）は、第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）及び第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を使用して、人間の動作経路（４１０４）を追跡する、ことを特徴とする請求項８に記載の感知システム（１１）。
【請求項１０】
解析システム（１８）は、複数の異なる人間の動作に関連した一連の予め定めた動作パターンへのアクセスを保存、又は備えており、解析システム（１８）は、一連の予め定めた動作パターンにおける１以上の他の予め定めた動作パターンよりも、人間に関連した第１の予め定めた動作パターンに密接に一致する、第１定量化活動レベル値に基づき、第１の人間を識別する、ことを特徴とする請求項１に記載の感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）。
【請求項１１】
第１標的場所（１６）に向けてレーザー光を生成する、１以上のレーザー光源（７００２、７００４）、及び、第１標的場所（１６）に反射するレーザー光を検知する１以上の光学受信器（７００２、７００４）を更に備え、ここで、解析システム（１８）は、人間の血液の酸素化レベルを判定するために、第１定量化活動レベル値をレーザー光の反射と相互に関連付ける、ことを特徴とする請求項１に記載の感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）。
【請求項１２】
感知方法であって：
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）から、人間の第１標的場所（１６）の方に第１電磁波を送る工程；
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）を使用して、第１標的場所（１６）に反射される電磁波の第１エコーを受け取る工程；
前記電磁波の第１エコーを使用して、第１標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定する工程；
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差を計算することにより、第１標的場所（１６）にいる人間の動作を定量化する工程；
計算される複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差を使用して、第１標的場所（１６）にいる標的対象（１４）の動作を示す、１以上の第１定量化活動レベル値を生成する工程；を含み、且つ
測定された複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）又は測定された複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差の少なくとも１つを使用して、人間の姿勢、
計算される複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）又は複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差の少なくとも１つを使用して、共通の標的場所（１６）にある人間の存在、
１以上の第１定量化活動レベル値を使用して、人間の転倒、
第１定量化活動レベル値として、複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差から呼吸パターン信号（６３０４）、および該解析システム（１８）が呼吸パターン信号（６３０４）を使用して監視する人間の呼吸、
１以上の第１定量化活動レベル値を使用して、人間の心臓周期を表わす人間の心臓信号（６３１０）、または
１つ以上の第１定量化活動レベル値を使用して、人間の識別、
の１以上を判定する工程を含み、
前記解析システム（１８）はさらに、呼吸パターン信号（６３０４）を使用して人間の呼吸を監視する、
ことを特徴とする感知方法。
【請求項１３】
前記姿勢は、人間が表面（２０）に立つ、座る、又は横たわる行為の少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項１４】
複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）は、異なる時点で測定される、ことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項１５】
第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）から、人間の第１標的場所（１６）とは異なる第２標的場所（１６）の方に第２電磁波を送る工程；
第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）を使用して、第２標的場所（１６）に反射する第２電磁波の第２エコーを受け取る工程；
前記電磁波の第２エコーを使用して、第２標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定する工程；
第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差を計算することにより、異なる時点での第２標的場所（１６）にいる人間の動作を定量化する工程；
第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の差を計算することにより、第２標的場所（１６）にいる人間の動作を定量化する工程；及び、
第２標的場所（１６）にいる人間の動作を示す、１以上の第２定量化活動レベル値を生成する工程、
を更に含むことを特徴とする、請求項１２に記載の感知方法。
【請求項１６】
前記第１定量化活動レベル値は、人間の第１身体部分（３１００）の動作を表わし、前記第２定量化活動レベル値は、同じ人間の異なる第２身体部分（３１０２）の動作を表わす、ことを特徴とする請求項１５に記載の感知方法。
【請求項１７】
経時的に標的対象の１以上の標的場所の位置を追跡することにより、転倒する人間を判定する、ことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項１８】
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）は、人間の胸部に位置する第１標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定し：
呼吸パターン信号（６３０４）を使用して人間の呼吸を監視する工程をさらに含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項１９】
前記第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）の生のデータ信号（６３００）から健康信号（６３１２）を抽出する工程を更に含み、ここで、健康信号（６３１２）は、人間の心臓周期を表わす心臓信号（６３１０）又は別の健康信号の少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１８に記載の感知方法。
【請求項２０】
人間は、第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）に対して移動している、ことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項２１】
第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）から、同じ第１標的場所（１６）の方に第２電磁波を送る工程；
第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）を使用して、第１標的場所（１６）から反射される第２電磁波の第２エコーを受け取る工程；
前記電磁波の第２エコーを使用して、第１標的場所（１６）までの複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を測定する工程；及び、
第１レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）及び第２レーダー感知アセンブリ（１０；３１０４、３１０６；４１００、４２００）により測定した距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）を使用して、人間の動作経路を追跡する工程、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項２２】
複数の異なる人間の動作に関連した一連の予め定めた動作パターンを蓄えるメモリーデバイス（７００２）にアクセスする工程をさらに含み、
一連の予め定めた動作パターンにおける１以上の他の予め定めた動作パターンよりも、第１の人間に関連した第１の予め定めた動作パターンに密接して一致する、第１定量化活動レベル値に基づいて、人間が識別される、ことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項２３】
１以上のレーザー光源から第１標的場所（１６）の方にレーザー光を生成する工程；
第１標的場所（１６）に反射するレーザー光の定量化した量を検知する工程；及び、
人間の血液の酸素化レベルを計算するために、測定される複数の距離（１２；２２、３０；４２、５０、６０、７０、８０；４１０２、４２０２）の１以上を使用して、レーザー光の反射の定量化した量を補正する工程、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【請求項２４】
１以上のレーザー光源から第１標的場所（１６）の方にレーザー光を生成する工程；
第１標的場所（１６）に反射するレーザー光を検知する工程；及び、
人間の血液の酸素化レベルを判定するために、第１定量化活動レベル値をレーザー光の反射と相互に関連付ける工程、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の感知方法。
【外国語明細書】
2018075406000001.pdf