(57)【要約】  地上ビークルの外部のターゲットの空間的配置または特性を決定するためのシステムが提供される。このシステムは、レーダ信号を送受信するように構成されたレーダアンテナアレイと、レーダアンテナアレイに動作可能に結合されたコントローラとを備えることができる。コントローラは、地上ビークルの空間情報およびレーダアンテナアレイの空間構成を使用して、レーダアンテナアレイに関連する有効感度パターンでの１つまたは複数のサイドローブを減衰させることによって、またはレーダアンテナアレイに関連する有効感度パターンでのメインローブを強化することによって、強化されたメインローブを生成するように構成され得る。コントローラは、強化されたメインローブを使用して、（ｉ）地上ビークルに対するターゲットの空間的配置または（ｉｉ）ターゲットの特性を決定するように構成され得る。【選択図】図２Ａ
2021524917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットの空間的配置または特性を決定するためのシステムであって、前記システムは、
レーダアンテナアレイおよび前記レーダアンテナアレイに動作可能に結合された１つまたは複数のトランシーバであって、前記レーダアンテナアレイおよび前記１つまたは複数のトランシーバは、地上ビークルに取り付けられるように構成され、前記レーダアンテナアレイおよび前記１つまたは複数のトランシーバは、（ｉ）連続レーダパルスを送信し、（ｉｉ）前記連続レーダパルスの少なくともサブセットに対応する複数の信号を受信する、ように構成され、前記複数の信号は、前記ターゲットと相互作用する前記連続レーダパルスの少なくとも前記サブセット上で生成され、前記レーダアンテナアレイに関連し、前記複数の信号から得られる有効感度パターンは、メインローブおよびサイドローブを備え、前記サイドローブはエイリアシングサイドローブを備える、レーダアンテナアレイおよび１つまたは複数のトランシーバと、
前記レーダアンテナアレイに動作可能に結合された少なくとも１つのコントローラであって、前記少なくとも１つのコントローラは、（ｉ）（ａ）前記地上ビークルが動いている間にビークル位置センサを使用して取得された前記地上ビークルの空間情報、および（ｂ）前記レーダアンテナアレイが前記地上ビークルに取り付けられたときの前記レーダアンテナアレイの空間構成、を使用して、前記メインローブに対して前記サイドローブを減衰させるか、または前記サイドローブに対して前記メインローブを強化し、それによって強化されたメインローブを提供し、（ｉｉ）前記強化されたメインローブを使用して、前記空間的配置または前記ターゲットの前記特性を決定する、ように構成される、少なくとも１つのコントローラと
を備える、システム。
【請求項２】
前記レーダアンテナアレイが、（ｉ）送信アンテナおよび（ｉｉ）受信アンテナを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記レーダアンテナアレイが仮想アンテナを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記レーダアンテナアレイが、前記地上ビークルの運動方向に対して、前向き方向または逆向き方向で前記地上ビークルに取り付けられるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記レーダアンテナアレイの前記空間構成が、前記レーダアンテナアレイの検出フィールド内のイメージング領域および角度分解能に少なくとも部分的に基づいており、前記イメージング領域は、方位角および仰角に対して別個に定義される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記レーダアンテナアレイのアパーチャサイズが、（１）前記角度分解能および（２）前記レーダアンテナアレイの動作波長に少なくとも部分的に基づいており、前記少なくとも１つのコントローラは、前記角度分解能および前記動作波長を少なくとも部分的に使用して、前記地上ビークルが移動する距離を定義するように構成される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記サイドローブが前記メインローブから角距離に配置され、前記空間構成は、前記角距離が前記イメージング領域よりも大きくなるように、前記レーダアンテナアレイの隣接するアンテナ間の間隔を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記レーダアンテナアレイの隣接するアンテナが、前記サイドローブが前記イメージング領域の外側にあるような間隔で分散されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記イメージング領域が、前記地上ビークルの前進または後進の運動方向から少なくとも±１０度をカバーする、請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
前記イメージング領域が、前記地上ビークルの前進または後進の運動方向から±６０度以下をカバーする、請求項５に記載のシステム。
【請求項１１】
前記空間情報が、前記地上ビークルが移動した距離を備え、前記レーダアンテナアレイの前記空間構成は、前記アレイの隣接するアンテナ間の間隔を備え、前記コントローラは、少なくとも（１）前記地上ビークルが移動した前記距離、および（２）前記アレイの前記隣接するアンテナ間の前記間隔に基づいて、前記メインローブに対して前記サイドローブを減衰させるか、または前記サイドローブに対して前記メインローブを強化し、それにより、前記強化されたメインローブを提供するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記レーダアンテナアレイの前記空間構成が、前記レーダアンテナアレイの隣接するアンテナ間の間隔を備え、前記間隔が、前記レーダアンテナアレイの動作波長の半分より大きい、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記間隔が、前記レーダアンテナアレイの前記動作波長の前記半分よりも少なくとも１０％大きい、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記間隔が約２ミリメートルより大きい、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記レーダアンテナアレイは、前記地上ビークルが動いているとき、２つの連続レーダパルス間の前記地上ビークルの位置の変化が前記レーダアンテナアレイの動作波長の約４分の１から約６倍であるように、パルス繰り返し周波数で連続レーダパルスを送信するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記２つの連続レーダパルス間の前記地上ビークルの位置の前記変化が、前記レーダアンテナアレイの前記動作波長の約半分未満である、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ビークル位置センサが、慣性測定ユニット、全地球測位システムセンサ、カメラ、光検出および測距（ライダ）ユニット、ホイールエンコーダ、およびレーダからなる群から選択される少なくとも１つの部材を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ビークル位置センサが前記レーダアンテナアレイとは別に配置され、前記ビークル位置センサが前記地上ビークルに取り付けられるように構成される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのコントローラが、前記複数のターゲットに関連する複数のサイドローブを減衰させるか、または前記複数のターゲットに関連する複数のメインローブを強化することによって、複数のターゲットの空間的配置または特性を決定して、複数の強化されたメインローブを提供するように構成され、前記複数のターゲットは前記ターゲットを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのコントローラは、前記複数のサイドローブが減衰された後、または前記複数のメインローブが強化された後、前記複数のターゲットの前記空間的配置または前記特性を区別するように構成される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
ターゲットの位置を識別するための方法が、（ｉ）地上ビークルに搭載されたレーダアンテナアレイを使用して、前記地上ビークルの外部環境からレーダデータを収集するステップであって、前記レーダデータはメインローブおよびサイドローブを備え、前記サイドローブはエイリアシングサイドローブである、ステップと、（ｉｉ）ビークル位置センサを使用して前記地上ビークルの位置情報を収集するステップと、（ｉｉｉ）少なくとも前記位置情報を使用して、前記メインローブに対して前記サイドローブを減衰させるか、または前記サイドローブに対して前記メインローブを強化して、強化されたメインローブを生成するステップと、（ｉｖ）前記強化されたメインローブを使用して、前記ターゲットが少なくとも０．２メートルのサイズを有し、前記地上ビークルから少なくとも１メートルの距離に位置している場合に、少なくとも９０％の検出精度で前記環境における前記ターゲットの前記位置を識別するステップと、を含む、方法。
【請求項２２】
前記レーダアンテナアレイが、前記地上ビークルの前向き方向で前記地上ビークルの前側に提供されるか、または前記地上ビークルの逆向き方向で前記地上ビークルの後側に提供される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ターゲットの空間的配置または特性を決定するための方法であって、前記方法は、
（ａ）地上ビークル上に、レーダアンテナアレイと、前記レーダアンテナアレイに動作可能に結合された１つまたは複数のトランシーバを設けるステップと、
（ｂ）前記レーダアンテナアレイおよび前記１つまたは複数のトランシーバを使用して、（ｉ）連続レーダパルスを送信し、（ｉｉ）前記連続レーダパルスの少なくともサブセットに対応する複数の信号を受信するステップであって、前記複数の信号は、前記ターゲットと相互作用する前記連続レーダパルスの少なくとも前記サブセット上で生成され、前記レーダアンテナアレイに関連し、前記複数の信号から得られる有効感度パターンは、メインローブおよびサイドローブを備え、前記サイドローブは、エイリアシングサイドローブを備える、ステップと、
（ｃ）（ｉ）前記ビークルが動いている間にビークル位置センサによって取得された前記地上ビークルの位置情報、および（ｉｉ）前記レーダアンテナアレイが前記地上ビークルに取り付けられたときの前記レーダアンテナアレイの空間構成を使用して、前記メインローブに対して前記サイドローブを減衰させるか、または前記サイドローブに対して前記メインローブを強化し、それにより、強化されたメインローブを提供するステップと、
（ｄ）前記強化されたメインローブを使用して、前記ターゲットの前記空間的配置または前記特性を決定するステップと
を含む、方法。
【請求項２４】
前記ターゲットの前記空間的配置または前記特性は、前記地上ビークルが前記ターゲットに対して動いている間、実質的にリアルタイムで決定される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記レーダアンテナアレイが、前記地上ビークルの運動方向に対して、前向き方向または逆向き方向で前記地上ビークルに取り付けられる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記レーダアンテナアレイの前記空間構成が、前記レーダアンテナアレイの隣接するアンテナ間の間隔を備え、前記間隔は、前記レーダアンテナアレイの動作波長の半分より大きい、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記複数のターゲットに関連する複数のサイドローブを減衰させることによって、または前記複数のターゲットに関連する複数のメインローブを強化することによって複数のターゲットの空間的配置または特性を決定して、複数の強化されたメインローブを提供するステップであって、前記複数のターゲットは前記ターゲットを備える、ステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記複数のサイドローブが減衰された後、または前記複数のメインローブが強化された後、前記複数のターゲットの前記空間的配置または前記特性を区別するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記１つまたは複数のトランシーバが、前記送信機とは別の送信機および受信機を備え、前記送信機は、前記連続レーダパルスを送信するように構成され、前記受信機は、前記連続レーダパルスの少なくとも前記サブセットに対応する前記複数の信号を受信するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３０】
前記１つまたは複数のトランシーバが、（ｉ）前記連続レーダパルスを送信し、（ｉｉ）前記連続レーダパルスの少なくとも前記サブセットに対応する前記複数の信号を受信するように構成されるトランシーバを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３１】
前記トランシーバが、（ｉ）前記連続レーダパルスを送信するように構成された送信機、および（ｉｉ）前記連続レーダパルスの少なくとも前記サブセットに対応する前記複数の信号を受信するように構成された受信機を備える、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記レーダアンテナアレイが、前記１つまたは複数のトランシーバを備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項３３】
前記１つまたは複数のトランシーバが、（ｉ）前記送信アンテナに動作可能に結合された送信機、および（ｉｉ）前記受信アンテナに動作可能に結合された受信機を備える、請求項３２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１２月３日に出願された米国特許出願第１６／２０８４４２号の優先権を主張し、２０１８年５月２３日に出願された米国仮特許出願第６２／６７５５５０号の利益を主張し、これらは両方とも、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
ＲＡｄｉｏ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ（レーダ）は、オブジェクト検出、レンジ測定、方向検出、マッピングなど、多くの用途で使用され得る。従来、レーダは、航空ビークル、衛星、および海上船舶で、オブジェクトの位置を特定し、地形を画像化するために使用されてきた。近年、レーダは、死角検出、衝突回避、自動運転などの用途で自動車に使用されることが増えている。天候や視程の変化の影響を受ける光学ベースのセンサ（カメラや光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）システムなど）とは異なり、レーダは、低光量の条件、暗い場所、あらゆる種類の気象条件で機能することができる。
【０００３】
ただし、既存の自動車レーダ技術では、（１）異なるオブジェクトを感知する、（２）間隔の狭いオブジェクトを区別する、または（３）道路上または周辺環境にあるオブジェクトの特性を検出する、ために必要な分解能が不足している可能性がある。既存の自動車レーダシステムの分解能は、方位角と仰角の両方で制限される場合がある。さらに、既存の自動車レーダシステムは、アンテナおよび／またはアンテナチャネルの数が制限され、自動車の車体サイズによって課せられる制約のためにアパーチャサイズが制限される傾向がある。
【０００４】
角度分解能を向上させるために、一部の検出システムは複数のアンテナを使用する場合がある。そのようなシステムは、改善された角度分解能を達成するために、特定の距離で離間された多数のアンテナを必要とする場合がある。ただし、このようなシステムでは、多くの場合、商用の自動車での使用には法外なコストがかかる追加のコンポーネントとセンサが必要になる。さらに、そのようなシステムの全体的な物理的サイズは、そのようなシステムを地上ビークルに実装することを非現実的にする可能性がある。
【０００５】
近年は自動運転に重点が置かれているため、道路上の潜在的な障害物や危険性についてドライバに事前に通知できる、自動車の長距離検出システムが必要とされている。しかしながら、既存の自動車用レーダ技術は、少なくとも上記の課題を考慮すると、自動車の長距離検出システムでの展開に備えていない、および／または適切ではない可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
地上ビークルが環境内を移動するときに、ターゲットおよびターゲットの空間的配置および／または特性を正確に検出するために使用できる、地上ビークル上の前方および／または後方向きの高分解能レーダシステムの必要性が存在する。本明細書に開示されるような高分解能レーダシステムは、レーダシステムに関して方位が互いに非常に近い複数のターゲットを区別することができるレーダシステムであり得る。レーダシステムは、方位角分解能、仰角分解能、またはそれらの任意の組み合わせを改善することによって、より高い分解能を達成することができる。方位角分解能は、レーダシステムが、レンジは似ているが方位が異なるオブジェクトを区別する機能である。仰角分解能は、レーダシステムが、レンジは似ているが仰角が異なるオブジェクトを区別する機能である。方位角および仰角分解能は、レーダアレイの形状の関数であり得る。レーダシステムは、１つまたは複数のターゲットの存在を検知し、１つまたは複数のターゲットを個別のターゲットとして区別し、および／または１つまたは複数のターゲットのいくつかの物理的特性を決定できる場合、ターゲットおよび／またはターゲットの特性を正確に検出できる。
【０００７】
本明細書に開示されるシステムおよび方法は、任意のレーダアンテナアレイ（例えば、比較的低コストで、コンパクトで、容易に市販されているミリメートル波長レーダアンテナアレイ）を使用して実装され得る。本明細書に開示されるレーダシステムは、レーダアンテナアレイからの戻りを使用してビークル位置の正確な測定および追跡を可能にする角度分解能を有することができる。レーダアンテナアレイは、スパースアンテナアレイであり得る。スパースアンテナアレイは、典型的な完全にサンプリングされたアレイのアンテナよりもさらに離れて配置された複数のアンテナを有し得、隣接するアンテナ要素は、レーダシステムによって送信および／または受信されるレーダ信号の波長の最大で半分だけ分離される。完全にサンプリングされたアレイ内の隣接するアンテナがレーダ信号の波長の約半分を超える分だけ分離されている場合、レーダシステムはその指向性応答でエイリアシングサイドローブを示す可能性がある。エイリアシングサイドローブは、レーダシステムの指向性応答のピークである可能性があり、必ずしもターゲットの実際の物理的なロケーションに対応しているとは限らない。本明細書に開示されるシステムおよび方法は、スパースアンテナアレイレーダシステムの指向性応答におけるエイリアシングサイドローブを抑制することによって、スパースアンテナアレイを備えたレーダシステムの角度分解能を改善し得る。スパースアンテナアレイによって生成されるエイリアシングサイドローブを最小化することにより、本明細書に開示されるシステムおよび方法は、より少ないレーダアンテナを使用しながら、完全にサンプリングされたアレイと同様の分解能をスパースアンテナアレイで達成することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様では、本開示は、地上ビークルの外部のターゲットの空間的配置または特性を決定するためのシステムおよび方法を提供する。システムは、レーダアンテナアレイと、レーダアンテナアレイに動作可能に結合された少なくとも１つのコントローラとを備えることができる。レーダアンテナアレイを、地上ビークルに取り付けることができる。レーダアンテナアレイは、連続レーダパルスを送信し、連続レーダパルスの少なくともサブセットに対応する複数の信号を受信するように構成され得る。複数の信号は、ターゲットと相互作用する連続レーダパルスの少なくともサブセットに基づいて生成され得る。複数の信号から有効感度パターンを得ることができる。有効感度パターンを、レーダアンテナアレイに関連付けることができる。有効感度パターンは、メインローブとサイドローブを含み得る。サイドローブは、エイリアシングサイドローブを含み得る。少なくとも１つのコントローラは、レーダアンテナアレイに動作可能に結合され得る。少なくとも１つのコントローラは、地上ビークルが動いている間の地上ビークルの空間情報、およびレーダアンテナアレイの空間構成を使用して、強化されたメインローブを提供するように構成され得る。強化されたメインローブは、メインローブに対してサイドローブを減衰させることによって、またはサイドローブに対してメインローブを強化することによって提供され得る。コントローラは、強化されたメインローブを使用して、ターゲットの空間的配置または特性を決定するように構成され得る。
【０００９】
いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイは、送信アンテナおよび受信アンテナを備え得る。いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイは、仮想アンテナを備え得る。いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイは、地上ビークルの運動方向に対して前向き方向または逆向き方向で地上ビークルに取り付けられるように構成され得る。
【００１０】
いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイの空間構成は、レーダアンテナアレイの検出フィールドを伴うイメージング領域および角度分解能に少なくとも部分的に基づくことができる。いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイのアパーチャサイズは、レーダアンテナアレイの角度分解能および動作波長に少なくとも部分的に基づくことができる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのコントローラは、レーダアンテナアレイの角度分解能および動作波長を使用して、地上ビークルが移動する距離を少なくとも部分的に定義するように構成され得る。いくつかの実施形態では、有効感度パターンのサイドローブは、有効感度パターンのメインローブから角距離に配置され得る。いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイの空間構成は、角距離がイメージング領域よりも大きくなり得るように、レーダアンテナアレイの隣接するアンテナ間の間隔を含み得る。場合によっては、レーダアンテナアレイの隣接するアンテナは、サイドローブがイメージング領域の外側にあるような間隔で分散され得る。場合によっては、イメージング領域は方位角と仰角に対して別々に定義されることがある。場合によっては、イメージング領域は、地上ビークルの前進または後進の運動方向から少なくとも±１０度をカバーすることがある。場合によっては、イメージング領域は、地上ビークルの前進または後進の運動方向から±６０度以下をカバーすることがある。
【００１１】
いくつかの実施形態では、地上ビークルの空間情報は、地上ビークルが移動した距離を含み得る。レーダアンテナアレイの空間構成は、レーダアンテナアレイの隣接するアンテナ間の間隔を含み得る。コントローラは、メインローブに対してサイドローブを減衰させるように、またはサイドローブに対してメインローブを強化して、強化されたメインローブを提供するように構成され得る。コントローラは、地上ビークルが移動した距離およびレーダアンテナアレイの隣接するアンテナ間の間隔に少なくとも部分的に基づいて、強化されたメインローブを提供するように構成され得る。
【００１２】
いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイの空間構成は、レーダアンテナアレイの隣接するアンテナ間の間隔を含み得る。間隔は、レーダアンテナアレイの動作波長の半分より大きくてもよい。場合によっては、間隔はレーダアンテナアレイの動作波長の半分より少なくとも１０％大きくなることがある。場合によっては、間隔が約２ミリメートルより大きくなることがある。
【００１３】
いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイは、地上ビークルが動いているとき、２つの連続レーダパルス間の地上ビークルの位置の変化がレーダアンテナアレイの動作波長の約４分の１から約６倍であり得るように、パルス繰り返し周波数で連続レーダパルスを送信するように構成され得る。場合によっては、２つの連続レーダパルス間の地上ビークルの位置の変化は、レーダアンテナアレイの動作波長の約半分未満である可能性がある。
【００１４】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのコントローラは、ビークル位置センサを使用して地上ビークルの位置情報を取得するように構成され得る。ビークル位置センサは、慣性測定ユニット、全地球測位システムセンサ、カメラ、光検出および測距ユニット、ホイールエンコーダ、およびレーダからなる群から選択される少なくとも１つの部材を備え得る。場合によっては、ビークル位置センサはレーダアンテナアレイとは別に配置されることがある。ビークル位置センサは、地上ビークルに取り付けられるように構成され得る。
【００１５】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのコントローラは、複数のターゲットに関連する複数のサイドローブを減衰させることによって、または複数のターゲットに関連する複数のメインローブを強化することによって、複数のターゲットの空間的配置または特性を決定して、複数の強化されたメインローブを提供するように構成され得る。複数のターゲットがターゲットを備え得る。場合によっては、少なくとも１つのコントローラは、複数のサイドローブが減衰された後、または複数のメインローブが強化された後、複数のターゲットの空間的配置または特性を区別するように構成され得る。
【００１６】
いくつかの実施形態では、システムは、ターゲットの位置を識別するための方法を実行するように構成され得る。この方法は、地上ビークルに取り付けられたレーダアンテナアレイを使用して、地上ビークルの外部の環境からレーダデータを収集するステップを含み得る。レーダデータは、メインローブとサイドローブを含み得る。サイドローブはエイリアシングサイドローブであり得る。この方法は、地上ビークルの位置情報を収集するステップをさらに含み得る。この方法は、少なくとも位置情報を使用して、メインローブに対してサイドローブを減衰させるステップ、またはサイドローブに対してメインローブを強化して、強化されたメインローブを生成するステップをさらに含み得る。この方法は、強化されたメインローブを使用して、少なくとも９０％の検出精度で環境内のターゲットの位置を識別するステップをさらに含み得る。ターゲットのサイズは少なくとも０．２メートルであり得る。ターゲットは、地上ビークルから少なくとも１メートルの距離に配置され得る。場合によっては、レーダアンテナアレイは、地上ビークルの前側に、地上ビークルの前向き方向に設けられてもよい。場合によっては、レーダアンテナアレイは、地上ビークルの後側に、地上ビークルの後ろ向き方向に設けられてもよい。
【００１７】
場合によっては、システムは、ターゲットの空間的配置または特性を決定するための方法を実行するように構成され得る。この方法は、地上ビークルにレーダアンテナアレイを設けるステップを含み得る。この方法は、連続レーダパルスを送信し、レーダアンテナアレイの助けを借りて、連続レーダパルスの少なくともサブセットに対応する複数の信号を受信するステップをさらに含み得る。複数の信号は、ターゲットと相互作用する連続レーダパルスの少なくともサブセットに基づいて生成され得る。レーダアンテナアレイに関連する有効感度パターンを、複数の信号から得ることができる。有効感度パターンは、メインローブとサイドローブを含み得る。サイドローブは、エイリアシングサイドローブを含み得る。この方法は、ビークルが動いている間の地上ビークルの位置情報、およびレーダアンテナアレイの空間構成を使用して、強化されたメインローブを提供するステップをさらに含み得る。強化されたメインローブは、ビークルが動いている間の地上ビークルの位置情報およびレーダアンテナアレイの空間構成を使用して、メインローブに対してサイドローブを減衰させるか、またはサイドローブに対してメインローブを強化することによって提供され得る。この方法は、強化されたメインローブを使用して、ターゲットの空間的配置または特性を決定するステップをさらに含み得る。場合によっては、地上ビークルがターゲットに対して動いている間に、ターゲットの空間的配置または特性が実質的にリアルタイムで決定され得る。場合によっては、レーダアンテナアレイは、地上ビークルの運動方向に対して前向きの方向で地上ビークルに取り付けられ得る。場合によっては、レーダアンテナアレイは、地上ビークルの運動方向に対して後ろ向きの方向で地上ビークルに取り付けられ得る。場合によっては、レーダアンテナアレイの空間構成は、レーダアンテナアレイの隣接するアンテナ間の間隔を含み得る。間隔は、レーダアンテナアレイの動作波長の半分より大きくてもよい。場合によっては、方法は、複数の強化されたメインローブを提供するために、複数のターゲットに関連する複数のサイドローブを減衰させることによって、または複数のターゲットに関連する複数のメインローブを強化することによって、複数のターゲットの空間的配置または特性を決定するステップをさらに含み得る。複数のターゲットがターゲットを備え得る。場合によっては、この方法は、複数のサイドローブが減衰された後、または複数のメインローブが強化された後、複数のターゲットの空間的配置または特性を区別するステップをさらに含み得る。
【００１８】
本開示の追加の態様および利点は、本開示の例示的な実施形態のみが示され、説明される以下の詳細な説明から、当業者には容易に明らかとされよう。理解されるように、本開示は、他の異なる実施形態が可能であり、そのいくつかの詳細は、すべて本開示から逸脱することなく、さまざまな明白な点で修正が可能である。したがって、図面および説明は、本質的に例示と見なされるべきであり、限定と見なされるべきではない。
【００１９】
参照による援用
本明細書で言及されるすべての刊行物、特許、および特許出願は、個々の刊行物、特許、または特許出願が参照により組み込まれることが具体的かつ個別に示された場合と同じ程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２０】
本発明の新規の特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載されている。本発明の特徴および利点のより良い理解は、本発明の原理が利用される例示的な実施形態を説明する以下の詳細な説明および添付の図面を参照することによって得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】いくつかの実施形態による、周囲環境内の１つまたは複数のターゲットを検出するためにビークル上で使用することができるシステムを示す図である。
【図１Ｂ】いくつかの実施形態による、レーダアンテナアレイに動作可能に結合された１つまたは複数のコントローラを示す図である。
【図２Ａ】いくつかの実施形態による、レーダアンテナアレイを示す図である。
【図２Ｂ】いくつかの実施形態による、空間構成および検出フィールドを有するレーダアンテナアレイを示す図である。
【図２Ｃ】いくつかの実施形態によるトランシーバを示す図である。
【図３Ａ】いくつかの実施形態による、レーダアンテナアレイの有効感度パターンを示す図である。
【図３Ｂ】いくつかの実施形態による、強化されたメインローブを有する有効感度パターンを示す図である。
【図４】いくつかの実施形態による、メインローブとサイドローブとの間の角距離を有する有効感度パターンを示す図である。
【図５】いくつかの実施形態による、レーダアンテナアレイおよびビークル位置センサに動作可能に結合されたコントローラを示す図である。
【図６】いくつかの実施形態による、１つまたは複数の強化されたメインローブを有する有効感度パターンを示す図である。
【図７】本明細書で提供される方法を実施するようにプログラムされているか、他の方法で構成されているコンピュータ制御システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本開示のさまざまな実施形態が本明細書に示され、説明されてきたが、そのような実施形態が例としてのみ提供されることは当業者には明らかであろう。本開示から逸脱することなく、当業者には、多数の変形、変更、および置換が起こり得る。本明細書に記載の本開示の実施形態のさまざまな代替案を使用できることを理解されたい。
【００２３】
本明細書で使用される「地上ビークル」という用語は、一般に、地面に接触することによって、または地下のロケーションで動作するように構成されたビークルを指す。いくつかの例では、地上ビークルは、車、バス、電車、トラック、自転車、オートバイ、スクーター、ボート、潜水艦、または地上で使用するための任意の輸送デバイスである。地上ビークルは車であってもよい。地上ビークルは、例えば、地上で使用するためのロボットなど、通常は地面に接触することによって、または地下で動作することによって動作する任意の機械であってもよい。地上ビークルは、空中または宇宙で動作できない場合がある。例えば、地上ビークルは飛行機やヘリコプターではない場合がある。
【００２４】
「少なくとも」、「より大きい」、または「以上」という用語が一連の２つ以上の数値の最初の数値の前にある場合、「少なくとも」、「より大きい」、または「以上」という用語は常に、その一連の数値の各数値に適用される。例えば、１、２、または３以上は、１以上、２以上、または３以上と同等である。
【００２５】
「わずかに」、「未満」、または「以下」という用語が一連の２つ以上の数値の最初の数値の前にある場合、「わずかに」、「未満」、「以下」という用語は常に、その一連の数値の各数値に適用される。例えば、３、２、または１以下は、３以下、２以下、または１以下と同等である。
【００２６】
本開示は、地上ビークルからのオブジェクトの検出を改善することができるシステムおよび方法を提供する。既存の自動車レーダ技術は、（１）異なるオブジェクトを感知する、（２）間隔の狭いオブジェクトを区別する、または（３）道路上または周辺環境にあるオブジェクトの特性を検出する、ために必要な分解能を欠いている可能性がある。さらに、既存の自動車レーダシステムは、自動車の車体サイズによって課せられる制約のために、アンテナおよび／またはアンテナチャネルの数が制限され、アパーチャサイズが制限される傾向がある。本明細書に開示されるシステムおよび方法は、例えば、スパースアンテナアレイの指向性応答で生成される可能性のあるエイリアシングサイドローブを抑制するためにビークル位置情報および合成アパーチャレーダを使用して、地上ビークル上のレーダベースのターゲット検出システムの分解能を向上させることができる。本明細書に開示されるＳＡＲシステムは、プラットフォームまたはビークルの運動経路を使用して大きなアンテナまたはアパーチャを電子的および／または仮想的にシミュレートすることによって、移動する地上プラットフォームまたは地上ビークルから高分解能レーダ画像を提供することができる。
【００２７】
典型的なレーダシステムは、完全にサンプリングされたレーダアンテナアレイを備え得る。完全にサンプリングされたレーダアンテナアレイは、隣接するアンテナ要素が、レーダシステムによって送信および／または受信されるレーダ信号の波長の最大で半分だけ分離されるように構成されたレーダアンテナアレイであり得る。隣接するアンテナがレーダ信号の波長の約半分を超える分だけ分離されている場合、レーダシステムはその指向性応答でエイリアシングサイドローブを示す可能性がある。エイリアシングサイドローブは、レーダシステムの指向性応答のピークである可能性があり、ターゲットの実際の物理的なロケーションに対応していない可能性がある。スパースアンテナアレイレーダシステムは、スパースアンテナアレイを備えるレーダシステムであり得る。スパースアンテナアレイは、典型的な完全にサンプリングされたアレイのアンテナよりもさらに離れて配置された複数のアンテナを備えたレーダアンテナアレイであり得る。本明細書に開示されるシステムおよび方法は、スパースアンテナアレイレーダシステムの指向性応答におけるエイリアシングサイドローブを抑制することによって、スパースアンテナアレイレーダシステムの角度分解能を改善し得る。スパースアンテナアレイレーダシステムによって生成されるエイリアシングサイドローブを最小化することにより、本明細書に開示されるシステムおよび方法は、より少ないレーダアンテナを使用しながらも、完全にサンプリングされたアレイと同様の分解能をスパースアンテナアレイで達成することができる。
【００２８】
図１Ａは、周囲環境１０１内の１つまたは複数のターゲット１０２の空間的配置または特性を決定するためにビークル１０４上で使用され得るシステム１００を示している。システムを、ビークルの任意の側面、またはビークルの１つまたは複数の側面、例えば、ビークルの前側、後側、横側、上側、または下側に取り付けることができる。場合によっては、システムはビークルの２つの隣接する側面の間に取り付けられることがある。システムは、ビークルの前、ビークルの後ろ、またはビークルの横側にある１つまたは複数のターゲットを検出するように向けられ得る。
【００２９】
このシステムは、従来のレーダシステム、フェーズドアレイレーダシステム、ＡＥＳＡ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｓｃａｎｎｅｄ  Ａｒｒａｙ）レーダシステム、合成アパーチャレーダ（ＳＡＲ）システム、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）レーダシステム、および／またはフェーズドＭＩＭＯレーダシステムの任意の１つまたは複数の要素を備えることができる。従来のレーダシステムは、送信アンテナによって送信され、受信アンテナによって受信された電波を使用してオブジェクトを検出するレーダシステムであり得る。フェーズドアレイレーダシステムは、送受信モジュールによって送信される１つまたは複数の電波の位相を操作し、異なる位相で送信される電波によって作成される構成的および破壊的な干渉のパターンを使用して、電波ビームを所望の方向に向けるレーダシステムであり得る。ＡＥＳＡレーダシステムは、１つまたは複数の送受信モジュールを使用して、異なる位相および／または周波数で１つまたは複数の電波ビームを生成するフェーズドアレイレーダシステムであり得る。合成アパーチャレーダシステムは、単一のアンテナを使用して、異なる幾何学的位置からの複数の生のレーダリターンをコヒーレントな焦点画像に結合するフェーズドアレイレーダシステムであり得る。ＭＩＭＯレーダシステムは、複数の送信アンテナを使用して他の送信アンテナとは独立して１つまたは複数の信号を送信し、複数の受信アンテナを使用して、他の受信アンテナとは独立して送信アンテナによって送信される１つまたは複数の信号を受信するレーダシステムであり得る。フェーズドＭＩＭＯレーダシステムは、フェーズドアレイレーダシステムまたはＭＩＭＯレーダシステムの１つまたは複数のコンポーネントまたは特徴を備えるレーダシステムであり得る。
【００３０】
本明細書に開示される方法およびシステムは、任意の適切な地上ビークルに適用され得る。地上ビークルは、再生可能または再生不可能なエネルギー源（太陽熱、熱、電気、風力、石油など）を使用して、地面を横切って、または地面に近接して（１メートル、２メートル、３メートル以内など）移動するモータビークルまたはその他のビークルであり得る。地上ビークルは、自動運転ビークルであり得るか、または人間もしくは動物などの生きている対象によって操作され得る。地上ビークルは、静止している、移動している、または移動できる可能性がある。
【００３１】
本明細書に開示される方法およびシステムは、任意の適切な航空ビークルに適用され得る。航空ビークルは、再生可能または再生不可能なエネルギー源（太陽、熱、電気、風力、石油など）を使用して空中または宇宙を移動するモータビークルまたはその他のビークルであり得る。航空ビークルは、自動運転ビークルであり得るか、人間や動物などの生きている対象によって操作され得る。航空ビークルは、静止している、移動している、または移動できる可能性がある。
【００３２】
本明細書に開示される方法およびシステムは、任意の適切な水上ビークルに適用され得る。水上ビークルは、再生可能または再生不可能なエネルギー源（太陽、熱、電気、風力、石油など）を使用して水を横切ってまたは水の中を移動するモータビークルまたはその他のビークルであり得る。水上ビークルは、自動運転ビークルであり得るか、または人間または動物などの生きている対象によって操作され得る。水上ビークルは、静止している、移動している、または移動できる可能性がある。
【００３３】
ビークルは陸上ビークルであり得る。ビークルは陸上を移動し得る。あるいは、またはさらに、ビークルは、水上もしくは水中、地下、空中、および／または宇宙を移動することができる可能性がある。ビークルは自動車であり得る。ビークルは、陸上ビークル、船舶、航空機、および／または宇宙船であり得る。ビークルは水面を自由に移動し得る。ビークルは、２次元以上で自由に移動し得る。ビークルは、主に１つまたは複数の道路を走行し得る。
【００３４】
ビークルは無人ビークルであってもよい。ビークルには、乗客またはオペレータが乗車していない場合がある。ビークルには、乗客が乗れるスペースがある場合とない場合がある。ビークルには、ビークルが運ぶ貨物またはオブジェクトのためのスペースがある場合とない場合がある。ビークルは、ビークルが環境と相互作用する（例えば、サンプルを収集する、オブジェクトを移動する）ことを可能にし得るツールを備えている場合と備えていない場合がある。ビークルには、環境に拡散されるように放出される可能性のあるオブジェクト（光、音、液体、農薬など）がある場合とない場合がある。ビークルは、人間のオペレータを必要とせずに動作し得る。
【００３５】
いくつかの実施形態では、ビークルは、１人または複数の乗客がビークルに乗ることを許可し得る。ビークルは、１人または複数の乗客がビークルに乗るためのスペースを備え得る。ビークルは、１人または複数の乗客のためのスペースを備えた内部キャビンを有し得る。ビークルにはオペレータがいる場合といない場合がある。例えば、ビークルは、ビークルのドライバのためのスペースを有し得る。いくつかの実施形態では、ビークルは、人間のオペレータによって運転することができる場合がある。代替的または追加的に、ビークルは自動運転システムを使用して操作され得る。
【００３６】
いくつかの実施形態では、ビークルは、人間のドライバがビークルを運転する手動運転モードと、自動コントローラが人間のドライバの介入を必要とせずにビークルを操作する信号を生成し得る自動運転モードとの間で切り替えることができる。いくつかの実施形態では、ビークルは、ドライバが主に手動でビークルを運転することができるが、特定の自動化された手順を実行するか、または特定の手順（例えば、車線変更、合流、駐車、自動ブレーキ）を実行することでドライバを支援することができるドライバ支援を提供し得る。いくつかの実施形態では、ビークルはデフォルトの動作モードを有し得る。例えば、手動運転モードがデフォルトの操作モードである場合や、自動運転モードがデフォルトの操作モードである場合がある。
【００３７】
ターゲットは、ビークルの外部にある任意のオブジェクトであり得る。ターゲットは、生物または無生物のオブジェクトである可能性がある。ターゲットは、歩行者、動物、ビークル、建物、標識ポスト、歩道、歩道の縁石、フェンス、木、または任意の方向に移動するビークルを妨げる可能性のある任意のオブジェクトである可能性がある。ターゲットは、静止している、移動している、または移動できる可能性がある。
【００３８】
ターゲットは、ビークルの前側、後側、または横側に配置され得る。ターゲットは、ビークルから約１、２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、５０、７５、または１００メートルの範囲に配置され得る。ターゲットは、地上、水中、または空中に配置され得る。ターゲットは、ビークルに対して任意の方向に向けられ得る。ターゲットは、ビークルに面するように向けられるか、または０から３６０度の範囲の角度でビークルから離れる方向に向けられ得る。いくつかの実施形態では、ターゲットは、地上ビークルの外部にある複数のターゲットを含み得る。
【００３９】
ターゲットは、測定または検出できる空間的配置または特性を有する場合がある。空間的配置情報には、地上ビークルに対するターゲットの位置、速度、加速度、およびその他の運動学的特性に関する情報が含まれる場合がある。ターゲットの特性には、ターゲットのサイズ、形状、向き、および反射率などの材料特性に関する情報が含まれる場合がある。
【００４０】
いくつかの実施形態では、ターゲットは、少なくとも０．２メートルのサイズを有し、地上ビークルの横向きの方向にあり、地上ビークルから少なくとも約１メートル離れていてもよい。いくつかの実施形態では、ターゲットは、少なくとも０．２メートルのサイズを有し、地上ビークルの前向きまたは後ろ向きの方向にあり、地上ビークルから少なくとも約１メートル離れていてもよい。
【００４１】
周囲環境は、ビークルが動作する可能性のあるロケーションおよび／または設定であり得る。周囲環境は、屋内または屋外のスペースであり得る。周囲環境は、都市、郊外、または地方の設定であり得る。周囲環境は、高地または低地の設定であり得る。周囲環境には、視界が悪い設定（夜間、大雨、霧、空気中の粒子）が含まれる場合がある。周囲環境には、ビークルの移動経路上にあるターゲットが含まれる場合がある。周囲環境には、ビークルの移動経路の外側にあるターゲットが含まれる場合がある。周囲環境は、ビークルの外部の環境であり得る。
【００４２】
図１Ｂに示されるように、システム１００は、レーダアンテナアレイ１１０および１つまたは複数のコントローラ１３０−１、１３０−２、１３０−３を含み得る。１つまたは複数のコントローラは、レーダアンテナアレイに動作可能に結合され得る。コントローラは、地上ビークル１０４に搭載されているか、またはサーバのオフサイトに実装され得る。コントローラは、コンピュータプロセッサ、特定用途向け集積回路、グラフィックス処理ユニット、またはフィールドプログラマブルゲートアレイを備え得る。
【００４３】
図２Ａは、レーダアンテナアレイ１１０を示している。レーダアンテナアレイは、従来のレーダシステム、フェーズドアレイレーダシステム、ＡＥＳＡ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｓｃａｎｎｅｄ  Ａｒｒａｙ）レーダシステム、合成アパーチャレーダ（ＳＡＲ）システム、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）レーダシステム、またはフェーズドＭＩＭＯレーダシステムを備え得る。従来のレーダシステムは、送信アンテナによって送信され、受信アンテナによって受信された電波を使用してオブジェクトを検出するレーダシステムであり得る。フェーズドアレイレーダシステムは、送受信モジュールによって送信される１つまたは複数の電波の位相を操作し、異なる位相で送信される電波によって作成される構成的および破壊的な干渉のパターンを使用して、電波ビームを所望の方向に向けるレーダシステムであり得る。ＡＥＳＡレーダシステムは、１つまたは複数の送受信モジュールを使用して、異なる位相および／または周波数で１つまたは複数の電波ビームを生成するフェーズドアレイレーダシステムであり得る。合成アパーチャレーダシステムは、単一のアンテナを使用して、異なる幾何学的位置からの複数の生のレーダリターンをコヒーレントな焦点画像に結合するフェーズドアレイレーダシステムであり得る。ＭＩＭＯレーダシステムは、複数の送信アンテナを使用して他の送信アンテナとは独立して信号を送信し、複数の受信アンテナを使用して、他の受信アンテナとは独立して送信アンテナによって送信される１つまたは複数の信号を受信するレーダシステムであり得る。フェーズドＭＩＭＯレーダシステムは、フェーズドアレイレーダシステムまたはＭＩＭＯレーダシステムの１つまたは複数のコンポーネントまたは特徴を備えるレーダシステムであり得る。
【００４４】
レーダアンテナアレイは、地上ビークルの前側、後側、または横側に取り付けられるように構成され得る。レーダアンテナアレイを、ビークルの任意の側面、またはビークルの１つまたは複数の側面、例えば、ビークルの前側、後側、横側、上側、および／または下側に取り付けることができる。場合によっては、レーダアンテナアレイは、ビークルの２つ以上の隣接する側面の間に取り付けられることがある。
【００４５】
レーダアンテナアレイは、１つまたは複数のレーダパルスを送信するように構成され得る。レーダパルスは、約１Ｈｚ〜約３００ＧＨｚの周波数範囲内でレーダアンテナアレイによって送信される任意の電磁波であり得る。１つまたは複数のレーダパルスは、事前定義された周波数でレーダアンテナアレイによって繰り返し送信される連続レーダパルスであり得る。
【００４６】
連続レーダパルスは、パルス繰り返し周波数に等しい事前定義された周波数で送信され得る。パルス繰り返し周波数は、レーダアンテナアレイが連続レーダパルスを繰り返し送信する速度であり得る。パルス繰り返し周波数は９ＫＨｚ以下であってもよい。パルス繰り返し周波数は９ＫＨｚより大きくてもよい。パルス繰り返し周波数は、１ＫＨｚ、２ＫＨｚ、３ＫＨｚ、４ＫＨｚ、５ＫＨｚ、６ＫＨｚ、７ＫＨｚ、８ＫＨｚ、９ＫＨｚ、または１ＫＨｚ〜９ＫＨｚの任意の値であってもよい。いくつかの実施形態では、パルス繰り返し周波数は、好ましくは、約７ＫＨｚから約９ＫＨｚの範囲であり得る。レーダシステムのパルス繰り返し周波数は、最大ビークル速度に基づいて設計され得る。パルス繰り返し周波数は、連続レーダパルス間の時間が値Ｓ未満のビークル移動距離に対応するように設計され得る。Ｓは１．５ｍｍ未満または２ｍｍを超える場合がある。Ｓは１．５ｍｍまたは２ｍｍに等しくてもよい。Ｓは１．５ｍｍ以上であってもよい。Ｓは２ｍｍ以下であってもよい。Ｓは、１．５ｍｍ、１．６ｍｍ、１．７ｍｍ、１．８ｍｍ、１．９ｍｍ、２ｍｍ、または１．５ｍｍから２ｍｍの間の任意の値であってもよい。
【００４７】
レーダアンテナアレイは、複数の信号を受信するように構成され得る。複数の信号は、レーダアンテナアレイによって送信され、外部ターゲットと相互作用した後にレーダアンテナアレイに反射して戻される連続レーダパルスのサブセットであり得る。
【００４８】
図２Ａに示されるように、レーダアンテナアレイ１１０は、送信アンテナ１１２および受信アンテナ１１４を含み得る。いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイは、１つまたは複数の送信アンテナ１１２−１、１１２−２および／または１つまたは複数の受信アンテナ１１４−１、１１４−２を含み得る。レーダアンテナアレイを使用して、周囲環境１０１内の１つまたは複数のターゲット１０２を検出することができる。
【００４９】
送信アンテナは、電気信号を電磁波に変換して電磁波を送信できる任意のアンテナ（ダイポール、指向性、パッチ、セクタ、八木、放物線、グリッド）であってもよい。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の送信アンテナを使用して、１つまたは複数のレーダパルスを送信することができる。レーダパルスは、約１ヘルツ（Ｈｚ）から約３００ギガヘルツ（ＧＨｚ）の周波数範囲内で送信アンテナによって送信される任意の電磁波であり得る。１つまたは複数のレーダパルスは、１つまたは複数の送信アンテナによって事前定義された周波数で繰り返し送信される連続レーダパルスであり得る。
【００５０】
図２Ａに示されるように、連続レーダパルス１０５は、中心周波数ｆ０を有し得る。中心周波数は、レーダシステムの下限および上限カットオフ周波数の算術平均または幾何平均であり得る。カットオフ周波数は、信号の減衰が急速に増加し始めるレーダシステムの周波数応答の上限または下限であり得る。カットオフ周波数は、電力出力と電力入力の比が約０．７０７の大きさになる周波数として定義され得る。連続レーダパルスは、送信アンテナによって送信される連続レーダパルスの中心周波数に関連する波長を有し得る。
【００５１】
１つまたは複数のレーダパルスは、パルス繰り返し周波数に等しい事前定義された周波数で送信され得る。パルス繰り返し周波数は、１つまたは複数の送信アンテナが連続レーダパルスを繰り返し送信する速度であり得る。パルス繰り返し周波数は９ＫＨｚ以下であってもよい。パルス繰り返し周波数は９ＫＨｚより大きくてもよい。パルス繰り返し周波数は、少なくとも約１ＫＨｚ、２ＫＨｚ、３ＫＨｚ、４ＫＨｚ、５ＫＨｚ、６ＫＨｚ、７ＫＨｚ、８ＫＨｚ、９ＫＨｚ、または１ＫＨｚ〜９ＫＨｚの任意の値であってもよい。いくつかの実施形態では、パルス繰り返し周波数は、好ましくは、約７ＫＨｚから約９ＫＨｚの範囲であり得る。レーダシステムのパルス繰り返し周波数は、最大ビークル速度に基づいて設計され得る。パルス繰り返し周波数は、連続レーダパルス間の時間が値Ｓ未満のビークル移動距離に対応するように設計され得る。Ｓは１．５ミリメートル（ｍｍ）未満または２ｍｍを超える場合がある。Ｓは１．５ｍｍまたは２ｍｍに等しくてもよい。Ｓは１．５ｍｍ以上であってもよい。Ｓは２ｍｍ以下であってもよい。Ｓは、少なくとも約１．５ｍｍ、１．６ｍｍ、１．７ｍｍ、１．８ｍｍ、１．９ｍｍ、２ｍｍ、または１．５ｍｍから２ｍｍの間の任意の値であってもよい。場合によっては、Ｓは、連続レーダパルスの中心周波数ｆ０に対応する波長の約半分に等しくなることがある。場合によっては、パルス繰り返し周波数は、地上ビークルが移動する距離が、連続レーダパルスの中心周波数に対応する波長の約半分未満になるように選択され得る。
【００５２】
受信アンテナは、電磁波を受信して高周波放射波を電気信号に変換できる任意のアンテナ（ダイポール、指向性、パッチ、セクタ、八木、放物線、グリッド）であってもよい。受信アンテナを使用して、送信アンテナによって送信され、外部ターゲットと相互作用した後に受信アンテナに反射して戻る連続レーダパルスのサブセットを受信することができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の受信アンテナを使用して、１つまたは複数の送信アンテナによって送信され、外部ターゲットと相互作用した後に１つまたは複数の受信アンテナに反射して戻る連続レーダパルスのサブセットを受信することができる。
【００５３】
レーダアンテナアレイは、空間構成を有し得る。空間構成は、固定位置、固定方向、または固定位置および／もしくは固定方向のいずれかの組み合わせを含み得る。レーダアンテナアレイは、地上ビークルの１つまたは複数の側面に対して固定位置を有し得る。レーダアンテナアレイは、地上ビークルの前側、後側、または横側に取り付けられるように構成され得る。レーダアンテナアレイを、ビークルの任意の側面、またはビークルの１つまたは複数の側面、例えば、ビークルの前側、後側、横側、上側、および／または下側に取り付けることができる。場合によっては、レーダアンテナアレイは、ビークルの２つ以上の隣接する側面の間に取り付けられることがある。レーダアンテナアレイは、ビークルの運動経路に対して固定された向きを有し得る。レーダアンテナアレイは、ビークルの運動経路に対して方位角および／または仰角が０度から３６０度までの任意の方向に向けられ得る。いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイは、地上ビークルの運動方向に対して前向きの方向に取り付けられるように構成され得る。他の実施形態では、レーダアンテナアレイは、地上ビークルの運動方向に対して逆向きの方向に取り付けられるように構成され得る。
【００５４】
いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイの空間構成は、レーダアンテナアレイ内の隣接する送信アンテナおよび／または受信アンテナ間の固定された空間構成を含み得る。レーダアンテナアレイは、互いに対して固定された空間構成で配置された送信アンテナおよび受信アンテナを備え得る。いくつかの実施形態では、送信アンテナと受信アンテナは、それらが同じ平面内にあるように配置され得る。他の実施形態では、送信アンテナと受信アンテナは、実質的に同じ平面上にある場合とない場合がある。例えば、送信アンテナは第１の平面上にあり得、受信アンテナは第２の平面上にあり得る。第１の平面および第２の平面は、互いに平行であり得る。あるいは、第１および第２の平面は平行である必要はなく、互いに交差する場合がある。場合によっては、第１の平面と第２の平面は互いに垂直であり得る。
【００５５】
送信アンテナと受信アンテナは、地上の同じ高さ、または地上の異なる高さにある場合とない場合がある。送信アンテナと受信アンテナは、垂直または水平配向度がある場合とない場合がある。垂直配向度は、約９０度、８０度、７０度、６０度、５０度、４０度、３０度、２０度、１０度、５度、３度、または１度以下であり得る。水平配向度は、約９０度、８０度、７０度、６０度、５０度、４０度、３０度、２０度、１０度、５度、３度、または１度以下であり得る。
【００５６】
送信アンテナと受信アンテナは、同じ垂直配向度を有するように配置され得る。例えば、送信アンテナおよび受信アンテナは、ゼロ度の垂直配向度で配置され得る。別の例では、送信アンテナおよび受信アンテナは、わずかに上向きに角度付けされてもよく、またはわずかに下向きに角度付けされてもよい。あるいは、送信アンテナと受信アンテナの垂直配向がわずかに異なる場合がある。例えば、一方の送信および／または受信アンテナは、わずかに上向きに角度付けされ得、他方の送信および／または受信アンテナは、わずかに下向きまたは真っ直ぐに水平に角度付けされ得る。いくつかの実施形態では、送信アンテナおよび受信アンテナは、わずかに異なる水平および／もしくは垂直配向、または実質的に異なる水平および／もしくは垂直配向を有し得る。水平および／または垂直配向の変化により、システムはさまざまな高さのさまざまなオブジェクト（例えば、特定の高さより低く、簡単に検出できない子供、ペットなどの小動物、自転車、オートバイ、１８輪などのトラック、テールゲート付きトラックなど）を検出できる場合がある。
【００５７】
場合によっては、送信アンテナを第１の方向に整列させ、受信アンテナを第２の方向に整列させることができる。第１の方向と第２の方向との間の角度は、ＸＹ平面、ＸＺ平面、またはＹＺ平面において０度から３６０度の範囲であり得る。第１の方向と第２の方向との間の角度は、０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３１５度、３６０度、または０度から３６０度の間の任意の値であり得る。あるいは、送信アンテナを第１の平面に配置し、受信アンテナを第２の平面に配置することができ、第１の平面と第２の平面は、互いに平行または垂直ではない別個の平面であり得る。
【００５８】
図２Ｂに示されるように、レーダアンテナアレイ１１０の空間構成はまた、送信アンテナ１１２と受信アンテナ１１４との間の相対的な固定距離ｄを含み得る。相対的な固定距離は、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１０ｃｍ、１００ｃｍ、１ｍ、または１ｍｍから１ｍの間の任意の値であり得る。相対的な固定距離には、事前定義された閾値に基づく許容誤差がある場合がある。閾値は、送信されたレーダパルスの波長のパーセンテージまたは送信されたレーダパルスの波長の一部のパーセンテージに関連付けられ得る。送信されたレーダパルスの波長の一部は、送信されたレーダパルスの波長の約１、０．７５、０．６７、０．５、０．３３、０．２５、０．２、または０．１以下であり得る。場合によっては、送信されたレーダパルスの波長の一部が１より大きくなることがある。例えば、送信されたレーダパルスの波長の一部は、送信されたレーダパルスの波長の少なくとも約１．２５、１．５、１．７５、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０倍であり得る。レーダアンテナアレイはまた、検出フィールド１１９を有し得る。検出フィールドは、本明細書の他の場所に記載されているようなイメージング領域を含み得る。イメージング領域は、レーダアンテナアレイの検出フィールドに含まれる領域のサブセットであり得る。場合によっては、レーダアンテナアレイの空間構成は、本明細書の後半でより詳細に説明されるように、少なくとも部分的にイメージング領域に基づくことができる。
【００５９】
固定された空間構成は、１つまたは複数の送信および／または受信アンテナを支持構造にしっかりと取り付けることによって実質的に維持され得る。支持構造は、送信アンテナと受信アンテナを互いに対して固定された位置に保つことができる。ビークルの動きは、互いに対して、および／または環境に対して、角度の５度、３度、２度、１度、０．５度または０．１度未満の変動を引き起こす可能性がある。提供される角度未満のそのような動きは、実質的に固定されている送信アンテナおよび／または受信アンテナを構成し得る。支持構造は、実質的に剛性の材料から形成され得る。いくつかの代替の実施形態では、送信アンテナおよび受信アンテナは、互いに対して移動することができる。ビークルの動作中、送信アンテナと受信アンテナは車体に対して移動する場合がある。支持構造は、１つまたは複数のヒンジ、ボールジョイント、トラック、スライド、溝、または送信アンテナおよび受信アンテナが互いに対して移動することを可能にし得る他の機構を含み得る。支持構造は、送信アンテナおよび受信アンテナを互いに対して移動させることができる１つまたは複数のアクチュエータを備え得る。いくつかの実施形態では、送信アンテナおよび受信アンテナは、支持構造上のキャリアによって支持され得る。本明細書の他の場所に記載されているように、キャリアはジンバルであり得る。キャリアは、１軸ジンバル、２軸ジンバル、または３軸ジンバルを含み得る。送信アンテナおよび受信アンテナは、支持構造に対してヨー、ピッチ、および／またはロール軸を中心に回転し得る。いくつかの実施形態では、ある時点で、キャリアは、送信アンテナおよび受信アンテナを、互いに、支持構造、および／またはビークルに対して固定された位置に保持することができる。いくつかの実施形態では、キャリアは、送信アンテナと受信アンテナとの間の固定配置を維持するために、支持構造、ビークル、または慣性基準フレームに対して約１、２、またはそれ以上の自由度の動きを可能にし得る。送信アンテナと受信アンテナは、同じ方向にほぼ同じ量だけ回転し得る。場合によっては、固定配置を、１つまたは複数のリンケージの助けを借りて維持することがある。リンケージは、シリアルリンケージまたはパラレルリンケージを含み得る。リンケージはマルチバーリンケージでもよい。固定配置は、運動学的結合の助けを借りて維持され得る。固定配置は、送信アンテナユニットと受信アンテナユニットを堅固な方法で機械的に結合することによって維持され得る。送信アンテナと受信アンテナの配置は、リアルタイムで制御され得る。送信アンテナおよび受信アンテナの配置は、ビークルの動作中に制御され得る。
【００６０】
送信アンテナと受信アンテナは、共通支持体のくぼみまたはスリーブ内に保持され得る。送信アンテナと受信アンテナは、ブラケットまたは他のタイプの留め具を使用して、共通支持体に取り付けられ得る。送信アンテナと受信アンテナは、共通支持体に完全にまたは部分的に埋め込まれている場合がある。共通支持体上の送信アンテナと受信アンテナは、互いに近くに配置され得る。いくつかの実施形態では、隣接する送信および／または受信アンテナの間の距離は、３０ｃｍ、２０ｃｍ、１５ｃｍ、１０ｃｍ、７ｃｍ、５ｃｍ、３ｃｍ、２ｃｍ、１ｃｍ、０．５ｃｍ、または０．１ｃｍ未満であり得る。送信アンテナおよび受信アンテナは、支持構造によって支持され得る。送信アンテナと受信アンテナの重量は、支持構造によって支えられ得る。
【００６１】
いくつかの実施形態では、支持構造は、ビークルのシャシに組み込まれるか、またはビークルのシャシに統合され得る。ビークルのシャシは、ビークルの内部フレームまたはビークルのボディパネルを含み得る。場合によっては、ビークルシャシの一部は、レーダ信号を強化する可能性のある材料を含み得る。信号の強度が信号のノイズに比べて増加すると、レーダ信号が強化される可能性がある。
【００６２】
支持構造は、１つまたは複数の送信アンテナおよび／または受信アンテナを、移動中のビークルが経験する振動、ショック、または衝撃から切り離すことができる場合がある。いくつかの実施形態では、固定空間構成はまた、１つまたは複数の送信アンテナおよび／または受信アンテナの位置合わせまたはロケーションを調整および／または較正するように構成された機構によって修正または制御され得る。機構は、開ループ制御システム、閉ループ制御システム、フィードバックループシステム、フィードフォワードループシステム、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。
【００６３】
いくつかの実施形態では、システムは、本明細書の他の場所で説明されているように、ＳＡＲシステムまたはＳＡＲベースのシステムであり得る。ＳＡＲシステムは、レーダアンテナアレイを含み得る。レーダアンテナアレイは仮想アンテナを備えていてもよい。仮想アンテナは、合成アパーチャレーダ（ＳＡＲ）システム（またはＳＡＲベースのシステム）によってシミュレートされるアンテナおよび／またはアンテナアレイであり得る。ＳＡＲシステムは、フェーズドアレイレーダシステムと同様に動作し得るが、多くの並列アンテナ要素の代わりに、単一のアンテナを使用して、地上ビークルのさまざまな幾何学的位置からの複数の生のレーダリターンをコヒーレントな焦点画像に結合することができる。ＳＡＲシステムは、プラットフォームまたはビークルの運動経路を使用して大きなアンテナまたはアパーチャを電子的および／または仮想的にシミュレートすることによって、移動する地上プラットフォームまたは地上ビークルからの高分解能レーダ画像を部分的に提供することができる。いくつかの実施形態では、仮想アンテナは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）レーダシステム（またはＭＩＭＯベースのシステム）によってシミュレートされるアンテナおよび／またはアンテナアレイであり得る。ＭＩＭＯレーダシステムは、複数の送信アンテナを使用して他の送信アンテナとは独立して信号を送信し、複数の受信アンテナを使用して他の受信アンテナとは独立して信号を受信することができる。ＭＩＭＯレーダシステムは、複数の送信アンテナＭおよび複数の受信アンテナＮを使用して、Ｍ×Ｎの送信および／または受信アンテナの仮想アレイをシミュレートすることができる。他の実施形態では、仮想アンテナは、ＳＡＲベースのシステム、ＭＩＭＯベースのシステム、またはＳＡＲベースのシステムおよび／もしくはＭＩＭＯベースのシステムの１つまたは複数の特徴を含む任意のシステムによってシミュレートされるアンテナおよび／またはアンテナアレイであり得る。
【００６４】
システムは、トランシーバを備え得る。トランシーバは、１つまたは複数の送信要素および／または１つまたは複数の受信要素を備え得る。１つまたは複数の送信要素および１つまたは複数の受信要素には、共通の回路がある場合もあれば、ない場合もある。場合によっては、トランシーバは送信機と受信機を備え得る。
【００６５】
図２Ｃに示されるように、トランシーバ１１１は、レーダアンテナアレイの１つまたは複数のアンテナ要素に動作可能に結合され得る。例えば、トランシーバ１１１は、レーダアンテナアレイの１つまたは複数の送信アンテナ１１２および／または１つまたは複数の受信アンテナ１１４に動作可能に結合され得る。場合によっては、トランシーバ１１１の送信要素（すなわち、送信機）は、１つまたは複数の送信アンテナに動作可能に結合され得る。場合によっては、トランシーバ１１１の受信要素（すなわち、受信機）は、１つまたは複数の受信アンテナに動作可能に結合され得る。レーダアンテナアレイは、トランシーバ１１１を備える場合と含まない場合がある。トランシーバ１１１は、レーダアンテナアレイに統合される場合もあれば、統合されない場合もある。
【００６６】
送信機は、送信用の１つまたは複数の電気信号、１つまたは複数の電磁波、および／または１つまたは複数のレーダパルスを生成するように構成された回路またはデバイスであり得る。送信機は、１つまたは複数の送信アンテナに動作可能に結合され得る。送信機は、１つまたは複数の電気信号、１つまたは複数の電磁波、および／または１つまたは複数のレーダパルスを送信のために１つまたは複数の送信アンテナに提供するように構成され得る。場合によっては、送信機は、１つまたは複数の送信アンテナを使用して１つまたは複数の信号を送信する前に、１つまたは複数の信号を変調するように構成され得る。
【００６７】
受信機は、１つまたは複数の受信アンテナによって受信される１つまたは複数の電気信号、１つまたは複数の電磁波、および／または１つまたは複数のレーダパルスを受信および／または処理するように構成された回路またはデバイスであり得る。受信機は、１つまたは複数の受信アンテナに動作可能に結合され得る。１つまたは複数の受信アンテナは、１つまたは複数の電気信号、１つまたは複数の電磁波、および／または１つまたは複数のレーダパルスを処理のために受信機に提供するように構成され得る。受信機は、１つまたは複数の受信アンテナで受信された１つまたは複数の電気信号、電磁波、またはレーダパルスをフィルタリング、増幅、および／または復調することによって、１つまたは複数の電気信号、１つまたは複数の電磁波、および／または１つまたは複数のレーダパルスを処理するように構成され得る。
【００６８】
本明細書の他の場所で説明されている実施形態のいずれかにおいて、レーダアンテナアレイは、１つまたは複数のトランシーバに動作可能に結合され得る。あるいは、本明細書に記載のレーダアンテナアレイのいずれかは、１つまたは複数のトランシーバを含み得る。１つまたは複数のトランシーバの１つまたは複数の送信機は、１つまたは複数の送信アンテナに動作可能に結合され得る。１つまたは複数のトランシーバの１つまたは複数の受信機は、１つまたは複数の受信アンテナに動作可能に結合され得る。場合によっては、本明細書に記載のレーダアンテナアレイのいずれかは、１つまたは複数のアンテナ要素（例えば、送信アンテナおよび／または受信アンテナ）、１つまたは複数の送信要素（例えば、送信機）、および１つまたは複数の受信要素（例えば、受信機）を備えたシステム構成を含み得る。
【００６９】
図３Ａに示されるように、レーダアンテナアレイは、レーダアンテナアレイに関連する有効感度パターン１１５を有し得る。有効感度パターンは、レーダアンテナアレイの放射パターンであり得る。放射パターンは、方位角および／または仰角の関数としてレーダアンテナアレイの指向性または利得を示すパターンであり得る。レーダアンテナアレイの指向性または利得は、レーダアンテナアレイの放射強度と等方性アンテナの放射強度との間の比率によって部分的に決定され得る。等方性アンテナは、すべての方向に均一にエネルギーを放射または受信することができるアンテナであり得る。放射強度は、単位立体角あたりのレーダアンテナアレイによって放射または受信される電力の関数であり得る。立体角は、球の表面積の一部に対応する面積の単位であり得る。放射線パターンは、１つまたは複数のローブを含み得る。ローブは、アンテナの指向性または利得が極大値に達する放射パターン内の領域であり得る。ローブは、レーダアンテナアレイの事前定義された向きに対して、方位角および／または仰角が０度から３６０度の範囲の任意の方向に向けられ得る。レーダアンテナアレイの事前定義された向きは、地上ビークルの運動経路に対して０度から３６０度の範囲の方位角および／または仰角によって定義され得る。
【００７０】
図３Ａに示されるように、有効感度パターン１１５は、１つまたは複数のサイドローブ１１６−１、１１６−２、１１６−３、１１６−４、およびメインローブ１１７を含み得る。メインローブは、放射パターン内の他のローブと比較して最大の指向性または利得を有する放射パターン内のローブであり得る。メインローブは、メインローブが向けられている方向にターゲットが存在することを示し得る。サイドローブは、メインローブではない任意のローブであり得る。サイドローブは、望ましくないまたは意図しない放射線の領域を表す場合がある。サイドローブはエイリアシングサイドローブであり得る。エイリアシングサイドローブは、信号サンプリング中のエイリアシング効果により、メインローブの指向性または利得の大きさに近づく指向性または利得を有するサイドローブであり得る。エイリアシング効果は、信号がサンプル信号から再構築されるときに作成される歪みまたはアーチファクトである可能性がある。エイリアシングには、空間エイリアシングおよび／または時間エイリアシングが含まれる場合がある。空間エイリアシングには、限られた空間分解能が原因で発生する画像の形状、定義、および／または詳細の劣化が含まれる場合がある。時間エイリアシングには、時間分解能が制限されているために画像で発生するストロボ効果またはちらつき効果が含まれる場合がある。
【００７１】
図１Ｂに戻って参照すると、１つまたは複数のコントローラ１３０−１、１３０−２、１３０−３は、レーダアンテナアレイ１１０に動作可能に結合され得る。１つまたは複数のコントローラは、ビークルが動いている間、レーダアンテナアレイの空間構成および地上ビークルの空間情報を使用して、強化されたメインローブを生成するように構成され得る。地上ビークルの空間情報には、外部ターゲット、周囲環境、レーダアンテナアレイ、またはその他の静的もしくは移動する基準点に対する地上ビークルの位置、速度、加速度、およびその他の運動学的特性に関する情報が含まれる場合がある。図３Ｂに示されるように、強化されたメインローブ１１８は、１つまたは複数のサイドローブ１１６−１、１１６−２、１１６−３、１１６−４に関して大きさが増加したメインローブであり得る。強化されたメインローブは、強化されたメインローブが向けられている方向にターゲットが存在することを示し得る。強化されたメインローブは、メインローブに対して１つまたは複数のサイドローブを減衰させることによって、または１つまたは複数のサイドローブに対してメインローブを強化することによって生成され得る。１つまたは複数のサイドローブの減衰は、ＳＡＲイメージングアルゴリズムを使用することによって達成され得る。ＳＡＲイメージングアルゴリズムは、画像形成アルゴリズムであり得る。画像形成アルゴリズムは、レーダアンテナアレイによって受信された複数の信号を使用して、１つまたは複数のターゲットの２次元（２Ｄ）または３次元（３Ｄ）画像を作成することができるアルゴリズムであり得る。複数の信号は、レーダアンテナアレイ内の１つまたは複数の送信アンテナおよび／または受信アンテナでの位相測定などのデータを含み得る。画像形成アルゴリズムは、時間領域アルゴリズムおよび／または周波数領域アルゴリズムであり得る。時間領域アルゴリズムは、レーダアンテナアレイによって送信および／または受信された複数の信号の時間内のサンプルに関して計算を実行することによって、１つまたは複数のターゲットの画像を構築するアルゴリズムであり得る。周波数領域アルゴリズムは、レーダアンテナアレイによって送信および／または受信された複数の信号の時間内のサンプルのフーリエ変換に関して計算を実行することによって、１つまたは複数のターゲットの画像を構築するアルゴリズムであり得る。時間領域アルゴリズムは、グローバル逆投影アルゴリズム、高速逆投影アルゴリズム、高速因数分解逆投影アルゴリズム、および／またはローカル逆投影アルゴリズムの１つまたは複数の特徴を含み得る。時間領域アルゴリズムは、整合フィルタリングプロセスを使用して、レーダアンテナアレイおよび／または送信アンテナによって送信される１つまたは複数のレーダパルスを、レーダアンテナアレイおよび／または受信アンテナによって受信される１つまたは複数の信号と相関させることができる。周波数領域アルゴリズムは、フーリエ領域再構成アルゴリズム、チャープスケーリングアルゴリズム、レンジ移行アルゴリズム、極形式アルゴリズム、オメガＫアルゴリズム、および／またはレンジドップラーアルゴリズムの１つまたは複数の特徴を含み得る。１つまたは複数のコントローラは、強化されたメインローブを使用して、１つまたは複数のターゲットの空間的配置または特性を決定するようにさらに構成され得る。
【００７２】
図２Ｂに戻って参照すると、本明細書の他の場所で前述したように、レーダアンテナアレイ１１０は、検出フィールド１１９を有し得る。検出フィールドは、レーダアンテナアレイがデータを収集することができるレーダアンテナアレイに関連する領域を含み得る。検出フィールドは、距離、レンジ、および／または方向を含み得る。例えば、検出フィールドは、レーダアンテナアレイによって検出され得る最大距離および／または最小距離を含み得る。最小距離はゼロであってもよい。最大距離は、環境条件（温度、空気中の粒子状物質、降水量、気圧、騒音など）の影響を受ける場合と影響を受けない場合がある。方向には角度範囲が含まれる場合がある。例えば、レーダアンテナアレイは、角度範囲の視野を有することができる。レーダアンテナアレイは、検出フィールド外のデータを収集できない場合がある。レーダアンテナアレイの検出フィールド外の領域は、レーダアンテナアレイおよび／またはシステムの死角である可能性がある。
【００７３】
さまざまな検出フィールドがさまざまな形状で示されているが、検出フィールドは任意の形状を有し得ることが理解され得る。例えば、検出フィールドは、実質的に円形の形状を有し得る。ビークルは、円の中心または円の別の部分に配置されている場合がある。検出フィールドは、実質的に楕円形または長円形であり得る。検出フィールドは、実質的に扇形またはくさび形を有し得る。検出フィールドは、実質的に三角形、四辺形（例えば、長方形、正方形、ひし形、台形）、五角形、六方形、八角形、または他の任意の形状を有し得る。本明細書に記載の形状のいずれも、検出フィールドの断面を表すことができる。いくつかの実施形態では、形状は、横断面形状、または垂直断面形状であり得る。検出フィールドは、球形、半球形、円錐形、円筒形、角柱形、トロイダル形、または他の任意のタイプの形状を形成し得る。いくつかの実施形態では、検出フィールドは、集合的に新しい形状を形成するために、記載された形状のいずれかの組み合わせまたは複数を含み得る。検出フィールドは、単一の連続した形状または複数の不連続な形状から形成され得る。
【００７４】
検出フィールドは、ビークルの周囲で少なくとも３６０度に集合的に到達し得る。場合によっては、検出フィールドは、ビークルの周囲で少なくとも約１５度、３０度、４５度、６０度、７５度、９０度、１２０度、１５０度、１８０度、２１０度、２４０度、２７０度、３００度、または３３０度であり得る。検出フィールドは、本明細書に記載の値のいずれよりも小さい角度値であってもよく、または本明細書に記載の値のいずれか２つの間の範囲内にあってもよい。角度範囲は、ビークルの周りの横方向、またはビークルの周りの垂直方向に対して提供され得る。いくつかの実施形態では、検出フィールドは、ビークルの周りに均等に分散され得る。場合によっては、検出フィールドはレーダアンテナアレイに関連する有効感度パターンに対応することがある。
【００７５】
いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイの空間構成は、少なくとも部分的に、レーダアンテナアレイの検出フィールド内のイメージング領域および角度分解能に基づくことができる。イメージング領域は、レーダアンテナアレイの検出フィールドに含まれる領域のサブセットであり得る。イメージング領域は、ある範囲の方位角および／またはある範囲の仰角によって定義されるレーダアンテナアレイの検出フィールド内の領域を含み得る。イメージング領域は、事前定義された設計パラメータであり得る。イメージング領域は、ビークルの動きの方向を中心にすることができる。場合によっては、イメージング領域は、方位角範囲と仰角範囲に対して別々に定義されることがある。イメージング領域は、地上ビークルの前進または後進の運動方向から±１０度未満をカバーすることがある。イメージング領域は、地上ビークルの前進または後進の運動方向から少なくとも±１０度をカバーすることがある。他の場合では、イメージング領域は、地上ビークルの前進または後進の運動方向から±６０度を超えてカバーしないことがある。あるいは、イメージング領域は、地上ビークルの前進または後進の運動方向から±６０度を超えてカバーすることがある。イメージング領域は、検出フィールドをカバーし得る。
【００７６】
いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイは、移動中のビークルで使用されるレーダシステムを備え得る。レーダシステムは、ＳＡＲシステム、ＳＡＲベースのシステム、ＭＩＭＯシステム、ＭＩＭＯベースのシステム、または本明細書の他の場所で説明されている他の任意のレーダシステムであり得る。移動中のビークルは、事前定義された期間Ｔにわたって事前定義された距離Ｌを移動することができる。
【００７７】
レーダアンテナアレイは、動作波長λを有し得る。動作波長は、レーダアンテナアレイおよび／またはレーダアンテナアレイを構成する１つまたは複数の送信アンテナによって送信される連続レーダパルスの中心周波数ｆ０に関連する波長と同等であり得る。
【００７８】
レーダアンテナアレイは、角度分解能を有し得る。角度分解能は、方位角分解能または仰角分解能、あるいはそれらの任意の組み合わせであり得る。方位角分解能は、レーダシステムが、レンジは似ているが方位が異なる２つ以上のターゲットを区別する機能であり得る。仰角分解能は、レーダシステムが、レンジは似ているが仰角が異なる２つ以上のターゲットを区別する機能であり得る。方位角および仰角分解能は、レーダアンテナアレイの形状の関数であり得る。レーダアンテナアレイの角度分解能を、次の式で与えることができる：
【数１】
2021524917.tif 000003
【００７９】
ここで、θはレーダアンテナアレイの角度分解能、λはレーダアンテナアレイの動作波長、Ｌはビークルの移動距離に対応する事前定義された距離パラメータである。Ｌは、ある期間Ｔにわたってビークルが移動した距離であり得る。Ｔは、事前定義された期間であり得る。ＬおよびＴは、レーダアンテナアレイの精度および／またはビークル位置センサの精度に基づいて選択される設計パラメータであり得る。場合によっては、システムの１つまたは複数のコントローラは、レーダアンテナアレイの角度分解能およびレーダアンテナアレイの動作波長を使用して、地上ビークルが移動する距離を少なくとも部分的に定義するようにさらに構成され得る。
【００８０】
レーダシステムは、期間Ｔにわたってレーダアンテナアレイによって受信された複数の信号を組み合わせて、レーダアンテナアレイの有効アパーチャを提供するように構成され得る。有効アパーチャは√Ｌに比例し得る。アパーチャサイズは、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１０ｃｍ、１００ｃｍ、１ｍ、または１ｍｍから１ｍの間の任意の値であり得る。
【００８１】
レーダアンテナアレイは、アパーチャサイズを有し得る。いくつかの実施形態では、アパーチャサイズは、レーダアンテナアレイの角度分解能およびレーダアンテナアレイの動作波長に少なくとも部分的に基づくことができる。アパーチャサイズ、角度分解能、および動作波長の関係を、次の式で与えることができる：
【数２】
2021524917.tif 000004
【００８２】
ここで、θはレーダアンテナアレイの角度分解能、ｃは比例定数、λはレーダアンテナアレイの動作波長、Ａはレーダアンテナアレイのアパーチャサイズである。
【００８３】
図４に示されるように、いくつかの実施形態では、１つまたは複数のサイドローブ１１６は、メインローブ１１７から角距離αに配置され得る。角距離は、０度から３６０度の範囲であり得る。他の実施形態では、レーダアンテナアレイの空間構成は、レーダアンテナアレイの隣接する送信アンテナおよび／または受信アンテナ間の間隔をさらに含み得る。間隔は、本明細書の他の場所で説明されているように、相対的な固定距離であり得る。場合によっては、レーダアンテナアレイの空間構成および／または隣接する送信アンテナおよび／または受信アンテナ間の間隔により、１つまたは複数のサイドローブ１１６とメインローブ１１７との間の角距離αを、イメージング領域１５０を定義する方位角および／または仰角の範囲よりも大きくすることができる。場合によっては、隣接する送信アンテナおよび／または受信アンテナ間の間隔により、１つまたは複数のサイドローブが、イメージング領域を定義する方位角および／または仰角の範囲外にあることが可能になる場合がある。本明細書に記載の実施形態のいずれか１つまたは複数において、隣接する送信アンテナおよび／または受信アンテナ間の間隔は、レーダアンテナアレイの動作波長の半分よりも少なくとも１０％大きくてもよい。本明細書に記載の実施形態のいずれかにおいて、隣接する送信アンテナおよび／または受信アンテナ間の間隔は、約２ｍｍより大きくてもよい。
【００８４】
図１Ｂに戻って参照すると、１つまたは複数のコントローラ１３０−１、１３０−２、１３０−３は、レーダアンテナアレイ１１０に動作可能に結合され得る。１つまたは複数のコントローラは、地上ビークルの空間情報およびレーダアンテナアレイの空間構成を使用して、強化されたメインローブを提供するように構成され得る。１つまたは複数のコントローラは、メインローブに対して１つまたは複数のサイドローブを減衰させることによって、または１つまたは複数のサイドローブに対してメインローブを強化することによって、強化されたメインローブを提供することができる。地上ビークルの空間情報は、地上ビークルが移動した距離を含み得る。レーダアンテナアレイの空間構成は、本明細書の他の場所で説明されているように、隣接する送信アンテナおよび／または受信アンテナ間の間隔を含み得る。いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイの空間構成は、レーダアンテナアレイ内の隣接する送信アンテナおよび／または受信アンテナ間の間隔を含み得る。場合によっては、間隔がレーダアンテナアレイの動作波長の半分より大きくなることがある。
【００８５】
図２Ａに戻って参照すると、レーダアンテナアレイは、本明細書の他の場所で説明されているように、パルス繰り返し周波数で連続レーダパルス１０５を送信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ビークルが動いているとき、２つの連続レーダパルス間で地上ビークルが移動する距離は、レーダアンテナアレイの動作波長の一部であり得る。動作波長の一部は、動作波長の約１、０．７５、０．６７、０．５、０．３３、０．２５、０．２、または０．１以下であり得る。場合によっては、本明細書に記載されている動作波長の一部が１より大きくてもよい。例えば、動作波長の一部は、動作波長の少なくとも約１．２５、１．５、１．７５、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０倍であり得る。場合によっては、２つの連続レーダパルス間で地上ビークルが移動する距離は、レーダアンテナアレイの動作波長の約半分未満であってもよい。
【００８６】
図５は、レーダアンテナアレイ１１０およびビークル位置センサ１２０に動作可能に結合されたコントローラ１３０を示している。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のコントローラは、ビークル位置センサを使用して地上ビークルの位置情報を取得するように構成され得る。ビークル位置センサは、地上ビークルの空間的配置を取得することができる任意のセンサを含み得る。いくつかの実施形態では、ビークル位置センサは、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ１２１、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）１２２、カメラ１２３、ＬＩＤＡＲ１２４、レーダ１２５、ホイールエンコーダ１２６、または移動するオブジェクトの位置を監視するために使用できる任意の他のセンサを含み得る。位置センサは、ロケーションセンサ（例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、ロケーション三角測量を可能にするモバイルデバイス送信機）、視覚センサ（例えば、カメラなどの可視光、赤外線、または紫外線を検出することができるイメージングデバイス）、近接またはレンジセンサ（例えば、超音波センサ、ライダ、飛行時間型または深度カメラ）、慣性センサ（例えば、加速度計、ジャイロスコープ、慣性測定ユニット（ＩＭＵ））、高度センサ、姿勢センサ（例えば、コンパス）、圧力センサ（例えば、バロメータ）、オーディオセンサ（例えば、マイク）またはフィールドセンサ（例えば、マグネットメータ、電磁センサ）を含み得る。いくつかの実施形態では、ビークル位置センサは、地上ビークルに搭載され、レーダアンテナアレイとは別の位置に配置され得る。場合によっては、ビークル位置センサは、地上ビークルの前側、後側、または横側に取り付けられるように構成され得る。ビークル位置センサは、ビークルの任意の側面、またはビークルの１つまたは複数の側面、例えば、ビークルの前側、後側、横側、上側、および／または下側に取り付けられ得る。場合によっては、ビークル位置センサは、ビークルの２つ以上の隣接する側面の間に取り付けられ得る。
【００８７】
本明細書に記載の実施形態のいずれかにおいて、コントローラは、１つまたは複数のターゲットの空間的配置または特性を決定するように構成され得る。コントローラは、１つまたは複数の強化されたメインローブを提供することによって、１つまたは複数のターゲットの空間的配置または特性を決定し得る。コントローラは、１つまたは複数のサイドローブを減衰させることによって、および／または１つまたは複数のメインローブを強化することによって、１つまたは複数の強化されたメインローブを提供するように構成され得る。図６に示されるように、有効感度パターン１１５における１つまたは複数の強化されたメインローブ１１８−１、１１８−２、１１８−３は、１つまたは複数のターゲット１０２−１、１０２−２、１０２−３に関連付けられ得る。本明細書に記載の実施形態のいずれか１つまたは複数において、コントローラは、１つまたは複数のサイドローブを減衰させ、および／または１つまたは複数のメインローブを強化した後、１つまたは複数のターゲットの空間的配置および／または特性を区別するようにさらに構成され得る。１つまたは複数のターゲットの空間的配置または特性を区別することは、１つまたは複数の空間的配置または特性を１つまたは複数の別個のターゲットと関連付けるおよび／または相関させることを含み得る。
【００８８】
ターゲットの位置を識別するためのさまざまな方法が本明細書に記載されている。これらの方法は、本明細書の他の場所で説明されている任意の１つまたは複数のシステムを使用して実装され得る。いくつかの実施形態では、システムは、ターゲットの位置を識別するための方法を実行するように構成され得る。この方法は、レーダアンテナアレイを使用して地上ビークルの外部の環境からレーダデータを収集するステップ、および地上ビークルの位置情報を収集するステップを含み得る。レーダデータは、メインローブおよび／または１つまたは複数のサイドローブを含み得る。地上ビークルの位置情報は、ビークル位置センサを使用して収集され得る。１つまたは複数のサイドローブはエイリアシングサイドローブであり得る。この方法は、少なくとも位置情報を使用して、強化されたメインローブを生成するステップをさらに含み得る。強化されたメインローブは、１つまたは複数のサイドローブを減衰させることによって、または１つまたは複数のサイドローブに対してメインローブを強化することによって生成され得る。この方法は、強化されたメインローブを使用して、外部環境における１つまたは複数のターゲットの位置を少なくとも９０％の精度で識別するステップをさらに含み得る。場合によっては、ターゲットの断面サイズが少なくとも０．２メートルになることがある。場合によっては、ターゲットは、地上ビークルの任意の１つまたは複数の側面から少なくとも１メートルの距離に配置されることがある。いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイは、地上ビークルの前側に、地上ビークルの前向き方向に設けられてもよい。他の実施形態では、レーダアンテナアレイは、地上ビークルの後側に、地上ビークルの逆向き方向に設けられてもよい。
【００８９】
いくつかの実施形態では、システムは、ターゲットの空間的配置または特徴を決定するための方法を実行するように構成され得る。この方法は、地上ビークルにレーダアンテナアレイを設けるステップを含み得る。レーダアンテナアレイは、地上ビークルの前側、後側、または横側に取り付けられるように構成され得る。レーダアンテナアレイを、ビークルの任意の側面、またはビークルの１つまたは複数の側面、例えば、ビークルの前側、後側、横側、上側、および／または下側に取り付けることができる。場合によっては、レーダアンテナアレイは、ビークルの２つ以上の隣接する側面の間に取り付けられることがある。この方法は、連続レーダパルスを送信し、レーダアンテナアレイの助けを借りて、連続レーダパルスの少なくともサブセットに対応する複数の信号を受信するステップをさらに含み得る。複数の信号は、ターゲットと相互作用する連続レーダパルスの少なくともサブセットに基づいて生成され得る。レーダアンテナアレイに関連する有効感度パターンを、複数の信号から得ることができる。有効感度パターンは、メインローブと１つまたは複数のサイドローブを含み得る。１つまたは複数のサイドローブは、エイリアシングサイドローブを含み得る。この方法は、ビークルが動いている間の地上ビークルの位置情報、およびレーダアンテナアレイの空間構成を使用して、強化されたメインローブを提供するステップをさらに含み得る。強化されたメインローブは、メインローブに対してサイドローブを減衰させることによって、および／またはサイドローブに対してメインローブを強化することによって提供され得る。１つまたは複数のサイドローブの減衰は、ＳＡＲイメージングアルゴリズムを使用することによって達成され得る。ＳＡＲイメージングアルゴリズムは、本明細書の他の場所で説明されているような画像形成アルゴリズムであり得る。この方法は、強化されたメインローブを使用して、１つまたは複数のターゲットの空間的配置または特性を決定するステップをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、ターゲットの空間的配置または特性は、地上ビークルがターゲットに対して動いている間、実質的にリアルタイムで決定され得る。いくつかの実施形態では、レーダアンテナアレイは、地上ビークルの運動方向に対して前向き方向または後ろ向き方向で地上ビークルに取り付けられ得る。場合によっては、レーダアンテナアレイの空間構成は、本明細書の他の場所で説明されているように、レーダアンテナアレイの隣接する送信アンテナおよび／または受信アンテナ間の間隔を含み得る。間隔は、レーダアンテナアレイの動作波長の半分より大きくてもよい。いくつかの実施形態では、この方法は、複数のターゲットの空間的配置または特性を決定するステップをさらに含み得る。複数のターゲットの空間的配置または特性は、有効感度パターンでの１つまたは複数のサイドローブを減衰させることによって、または有効感度パターンでの１つまたは複数のメインローブを強化することによって決定されて、複数の強化されたメインローブを提供し得る。複数のターゲットがターゲットを備え得る。いくつかの実施形態では、方法は、複数のサイドローブが減衰された後、または複数のメインローブが強化された後、複数のターゲットの空間的配置または特性を区別するステップをさらに含み得る。複数のターゲットの空間的配置または特性を区別するステップは、１つまたは複数の空間的配置または特性を１つまたは複数の別個のターゲットと関連付けるおよび／または相関させるステップを含み得る。
【００９０】
本開示の方法またはシステムを実施するために使用することができるコンピュータ制御システムが本明細書で提供される。図７は、ビークルの外部の１つまたは複数のターゲットの空間的配置または特性を決定するための方法を実施するようにプログラムされた、または他の方法で構成されたコンピュータシステム７０１を示している。コンピュータシステム７０１は、ビークルが動いている間の地上ビークルの空間情報と、レーダアンテナアレイの空間構成とを使用して、強化されたメインローブを生成するように構成され得る。コンピュータシステム７０１は、レーダアンテナアレイに関連する有効感度パターンでのメインローブを強化するか、またはレーダアンテナアレイに関連する有効感度パターンでの１つまたは複数のサイドローブを減衰させることによって、強化されたメインローブを生成し得る。コンピュータシステム７０１は、強化されたメインローブを使用して、ビークルの外部にある１つまたは複数のターゲットの空間的配置または特性を決定し得る。コンピュータシステム７０１は、ユーザの電子デバイス、または電子デバイスに対して遠隔に配置されたコンピュータシステムであり得る。電子デバイスは、モバイル電子デバイスであり得る。
【００９１】
コンピュータシステム７０１は、中央処理装置（ＣＰＵ、本明細書では「プロセッサ」および「コンピュータプロセッサ」でもある）７０５を含み、これは、シングルコアまたはマルチコアプロセッサ、あるいは並列処理のための複数のプロセッサであり得る。コンピュータシステム７０１はまた、メモリまたはメモリロケーション７１０（例えば、ランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ、フラッシュメモリ）、電子記憶ユニット７１５（例えば、ハードディスク）、１つまたは複数の他のシステムと通信するための通信インタフェース７２０（例えば、ネットワークアダプタ）、ならびにキャッシュ、他のメモリ、データ記憶および／または電子ディスプレイアダプタなどの周辺機器７２５を含む。メモリ７１０、記憶ユニット７１５、インタフェース７２０、および周辺機器７２５は、マザーボードなどの通信バス（実線）を介してＣＰＵ７０５と通信している。記憶ユニット７１５は、データを格納するためのデータ記憶ユニット（またはデータリポジトリ）であり得る。コンピュータシステム７０１は、通信インタフェース７２０の助けを借りて、コンピュータネットワーク（「ネットワーク」）７３０に動作可能に結合され得る。ネットワーク７３０は、インターネット、インターネットおよび／またはエクストラネット、あるいはインターネットと通信しているイントラネットおよび／またはエクストラネットであり得る。ネットワーク７３０は、場合によっては、電気通信および／またはデータネットワークである。ネットワーク７３０は、クラウドコンピューティングなどの分散コンピューティングを可能にすることができる１つまたは複数のコンピュータサーバを含むことができる。ネットワーク７３０は、場合によっては、コンピュータシステム７０１の助けを借りて、ピアツーピアネットワークを実装することができ、これにより、コンピュータシステム７０１に結合されたデバイスがクライアントまたはサーバとして動作することが可能になる。
【００９２】
ＣＰＵ７０５は、プログラムまたはソフトウェアで具体化することができる一連の機械可読命令を実行することができる。命令は、メモリ７１０などのメモリロケーションに格納され得る。命令は、ＣＰＵ７０５に向けられることができ、これは、その後、本開示の方法を実装するようにＣＰＵ７０５をプログラムまたは他の方法で構成することができる。ＣＰＵ７０５によって実行される操作の例には、フェッチ、デコード、実行、およびライトバックが含まれ得る。
【００９３】
ＣＰＵ７０５は、集積回路などの回路の一部であり得る。システム７０１の他の１つまたは複数のコンポーネントを回路に含めることができる。場合によっては、回路は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である。
【００９４】
記憶ユニット７１５は、ドライバ、ライブラリ、および保存されたプログラムなどのファイルを格納することができる。記憶ユニット７１５は、ユーザデータ、例えば、ユーザプリファレンスおよびユーザプログラムを格納することができる。コンピュータシステム７０１は、場合によっては、イントラネットまたはインターネットを介してコンピュータシステム７０１と通信しているリモートサーバ上に配置されるなど、コンピュータシステム７０１の外部にある１つまたは複数の追加のデータ記憶ユニットを含むことができる。
【００９５】
コンピュータシステム７０１は、ネットワーク７３０を介して１つまたは複数のリモートコンピュータシステムと通信することができる。例えば、コンピュータシステム７０１は、ユーザ（例えば、エンドユーザ、ビークルオペレータ、ビークル乗客、ビークル製造業者など）のリモートコンピュータシステムと通信することができる。リモートコンピュータシステムの例には、パーソナルコンピュータ（例えば、ポータブルＰＣ）、スレートまたはタブレットＰＣ（例えば、Ａｐｐｌｅ（登録商標）ｉＰａｄ（登録商標）、Ｓａｍｓｕｎｇ（登録商標）Ｇａｌａｘｙ  Ｔａｂ）、電話、スマートフォン（例えば、Ａｐｐｌｅ（登録商標）ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ対応デバイス、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（登録商標））、またはパーソナルデジタルアシスタントが含まれる。ユーザは、ネットワーク７３０を介してコンピュータシステム７０１にアクセスすることができる。
【００９６】
本明細書に記載の方法は、例えば、メモリ７１０または電子記憶ユニット７１５などのコンピュータシステム７０１の電子記憶ロケーションに格納された機械（例えば、コンピュータプロセッサ）実行可能コードによって実施され得る。機械実行可能コードまたは機械可読コードは、ソフトウェアの形で提供できる。使用中、コードはプロセッサ７０５によって実行され得る。場合によっては、コードは、記憶ユニット７１５から取り出され、プロセッサ７０５による容易なアクセスのためにメモリ７１０に格納され得る。状況によっては、電子記憶ユニット７１５を排除することができ、機械実行可能命令がメモリ７１０に格納される。
【００９７】
コードを、事前にコンパイルして、コードを実行するように適合されたプロセッサを有するマシンで使用するように構成することも、実行時にコンパイルすることもできる。コードは、選択できるプログラミング言語で提供されて、事前にコンパイルされる方法または実行時にコンパイルされる方法でコードを実行できる。
【００９８】
コンピュータシステム７０１など、本明細書で提供されるシステムおよび方法の態様は、プログラミングで具体化することができる。技術のさまざまな態様は、通常は、機械（またはプロセッサ）の実行可能コードおよび／または関連データの形式で、機械可読媒体のタイプで実行または具体化される「製品」または「製造品」と考えることができる。機械実行可能コードを、メモリ（例えば、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ）またはハードディスクなどの電子記憶ユニットに格納することができる。「記憶」タイプの媒体は、コンピュータ、プロセッサなどの有形メモリのいずれかもしくはすべて、またはソフトウェアプログラミングのためにいつでも非一時的な記憶を提供し得るさまざまな半導体メモリ、テープドライブ、ディスクドライブなどのそれらの関連モジュールを含むことができる。ソフトウェアのすべてまたは一部は、インターネットまたはその他のさまざまな電気通信ネットワークを通じて通信される場合がある。そのような通信は、例えば、あるコンピュータまたはプロセッサから別のコンピュータへの、例えば、管理サーバまたはホストコンピュータからアプリケーションサーバのコンピュータプラットフォームへのソフトウェアのロードを可能にし得る。したがって、ソフトウェア要素を保持し得る別のタイプの媒体には、ローカルデバイス間の物理インタフェース、有線および光の固定電話ネットワーク、およびさまざまなエアリンクで使用されるような、光、電気、および電磁波が含まれる。有線または無線リンク、光リンクなど、そのような波を運ぶ物理的要素も、ソフトウェアを保持した媒体と見なすことができる。本明細書で使用される場合、非一時的で有形の「記憶」媒体に限定されない限り、コンピュータまたは機械の「可読媒体」などの用語は、実行のためにプロセッサに命令を提供することに関与する任意の媒体を指す。
【００９９】
したがって、コンピュータ実行可能コードなどの機械可読媒体は、有形記憶媒体、搬送波媒体、または物理的伝送媒体を含むがこれらに限定されない多くの形態をとることができる。不揮発性記憶媒体は、例えば、図面に示されるデータベースなどを実装するために使用され得るような、任意の（１または複数の）コンピュータなどの任意の記憶デバイスなどの、光ディスクまたは磁気ディスクを含む。揮発性記憶媒体は、そのようなコンピュータプラットフォームのメインメモリなどの動的メモリを含む。有形の伝送媒体には、コンピュータシステム内のバスを構成するワイヤを備える同軸ケーブル；銅線および光ファイバが含まれる。搬送波伝送媒体は、電気信号または電磁信号、あるいは無線周波数（ＲＦ）および赤外線（ＩＲ）データ通信中に生成されるような音響波または光波の形をとることがある。したがって、コンピュータ可読媒体の一般的な形式には、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、その他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤもしくはＤＶＤ−ＲＯＭ、その他の光学媒体、パンチカード紙テープ、穴のパターンを有するその他の物理的な記憶媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭとＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、その他のメモリチップもしくはカートリッジ、データもしくは命令を伝送する搬送波、そのような搬送波を伝送するケーブルもしくはリンク、またはコンピュータがプログラミングコードやデータを読み取ることができるその他の媒体が含まれる。これらの形式のコンピュータ可読媒体の多くは、実行のためにプロセッサに１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスを運ぶことに関与し得る。
【０１００】
コンピュータシステム７０１は、例えば、システムによって検出された１つまたは複数のターゲットを監視するためのポータルを提供するためのユーザインタフェース（ＵＩ）７４０を備える電子ディスプレイ７３５を含むか、またはそれと通信することができる。ユーザはポータルを使用して、システムによって検出された１つまたは複数のターゲットの空間的配置または特性に関連する情報を表示できる。ポータルは、アプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）を介して提供され得る。ユーザまたはエンティティは、ＵＩを介してポータル内のさまざまな要素と対話することもできる。ＵＩの例には、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）およびウェブベースのユーザインタフェースが含まれるが、これらに限定されない。
【０１０１】
本開示の方法およびシステムを、１つまたは複数のアルゴリズムによって実装することができる。アルゴリズムを、中央処理装置７０５による実行時にソフトウェアによって実装することができる。アルゴリズムは、地上ビークルの空間情報を取得するように構成され得る。アルゴリズムは、地上ビークルの空間情報およびレーダアンテナアレイの空間構成を使用して、強化されたメインローブを生成するようにさらに構成され得る。強化されたメインローブは、レーダアンテナアレイに関連する有効感度パターンでの１つまたは複数のサイドローブを、レーダアンテナアレイに関連する有効感度パターンでのメインローブに対して減衰させることによって、または１つまたは複数のサイドローブに対してメインローブを強化することによって生成され得る。アルゴリズムは、強化されたメインローブを使用して、ビークルの外部にある１つまたは複数のターゲットの空間的配置または特性を決定するようにさらに構成され得る。
【０１０２】
本発明の好ましい実施形態を本明細書に示し、説明してきたが、そのような実施形態が例としてのみ提供されていることは当業者には明らかであろう。当業者は、本発明から逸脱することなく、数多くの変形、変更、および置換を想到し得る。本明細書に記載された本発明の実施形態に対するさまざまな代替案が、本発明を実施する際に使用されてもよいことを理解されたい。以下の特許請求の範囲が本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲内の方法および構造ならびにそれらの均等物がそれによってカバーされることが意図されている。
【図１Ａ】
2021524917.tif 000005
【図１Ｂ】
2021524917.tif 000006
【図２Ａ】
2021524917.tif 000007
【図２Ｂ】
2021524917.tif 000008
【図２Ｃ】
2021524917.tif 000009
【図３Ａ】
2021524917.tif 000010
【図３Ｂ】
2021524917.tif 000011
【図４】
2021524917.tif 000012
【図５】
2021524917.tif 000013
【図６】
2021524917.tif 000014
【図７】
2021524917.tif 000015
【国際調査報告】
2021524917.tif 000016