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確定相對定位信息的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于確定相對定位信息的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。被配置為與第一車輛相關(guān)聯(lián)的信號檢測單元包括一個(gè)或多個(gè)信號傳感器和一個(gè)或多個(gè)處理器，并被配置為從可與第二車輛相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)信號源接收一個(gè)或多個(gè)信號。可以基于信號的到達(dá)時(shí)間來確定時(shí)間值組，并可以生成距離表達(dá)式組。可以基于所述時(shí)間值組和所述距離表達(dá)式組來生成距離方程組，并可以求解所述距離方程組以確定在所定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述第一車輛或者所述一個(gè)或多個(gè)信號源相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)位置。
【專利說明】確定相對定位信息

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體涉及使用一個(gè)或多個(gè)信號傳感器和一個(gè)或多個(gè)信號源來確定相對定位信息，并且更具體地，涉及確定車輛之間的相對定位信息。

【背景技術(shù)】
[0002]存在各種對象檢測系統(tǒng)和技術(shù)。例如，聲音導(dǎo)航和測距(SONAR)是使用聲波的傳播來導(dǎo)航對象或者與對象通信或檢測對象的技術(shù)。SONAR可以用于水和空氣兩者中的聲學(xué)定位，但一般已被用于確定空氣中的對象的范圍、速度等的無線電檢測和測距(RADAR)替代。SONAR涵蓋了兩種主要類型的測距和檢測方案，包括:被動(dòng)S0NAR，涉及偵聽對船發(fā)出的聲音；以及主動(dòng)S0NAR，涉及發(fā)射聲音的脈沖和偵聽所生成的回聲。盡管SONAR是相對便宜的技術(shù)且在短距離處相當(dāng)準(zhǔn)確，但與RADAR和其他測距技術(shù)相比，SONAR供應(yīng)了相對較差的分辨率。
[0003]RADAR是利用無線電波確定對象的范圍、高度、速度等的對象檢測系統(tǒng)。RADAR技術(shù)一般包括發(fā)送器，該發(fā)送器發(fā)送無線電波或微波的脈沖，該無線電波或微波從其路徑中的對象反彈。對象將波的能量的一部分返回到典型地位于發(fā)送器附近的碟或天線。RADAR不能夠直接確定對象之間的位置信息(例如，對象之間的角度關(guān)系)，取而代之，這必須從范圍確定和天線角度推斷。例如，RADAR是與SONAR相比以更長的范圍和更好的分辨率提供更好的準(zhǔn)確度的相對昂貴的技術(shù)。
[0004]另一感測和測距技術(shù)一光檢測和測距(LIDAR)——是一種光學(xué)遠(yuǎn)程感測技術(shù)，能夠通過利用來自由輻射受激發(fā)射(激光)源進(jìn)行的光放大的紫外、可見或近紅外光譜中的光脈沖照射目標(biāo)來測量與目標(biāo)的距離或目標(biāo)的其他屬性。LIDAR系統(tǒng)包括相干和非相干檢測系統(tǒng)兩者，其中每一個(gè)進(jìn)一步涵蓋兩種類型的脈沖模型:微脈沖和高能量系統(tǒng)。微脈沖系統(tǒng)使用激光中的顯著較少的能量，且典型地是人眼安全的。高能量系統(tǒng)更普遍地被用在進(jìn)行大氣研究時(shí)。移動(dòng)平臺(例如車輛、衛(wèi)星等)上安裝的LIDAR傳感器需要儀器來確定傳感器的絕對位置和定向。這種儀器一般包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器和慣性測量單元(IMU)。類似于RADAR，LIDAR僅能夠確定對象之間的距離；對象之間的位置信息的任何確定必須被間接地推斷。盡管LIDAR —般供應(yīng)了比其他測距技術(shù)(諸如SONAR和RADAR)更好的準(zhǔn)確度和更高的分辨率，但LIDAR也在實(shí)現(xiàn)上顯著地更昂貴。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]貫穿下面的詳細(xì)描述，將參考附圖，附圖形成本公開的一部分。附圖不必按比例繪制。每幅圖的簡要描述如下:
圖1A是采用根據(jù)本公開的實(shí)施例的系統(tǒng)的車輛之間的交互的示意表示。
[0006]圖1B是采用根據(jù)本公開的可替換實(shí)施例的系統(tǒng)的車輛之間的交互的示意表示。
[0007]圖1C是示意性地描繪了圖1A中描繪的根據(jù)本公開的實(shí)施例的系統(tǒng)的部件的框圖。
[0008]圖1D是示意性地描繪了圖1B中描繪的根據(jù)本公開的實(shí)施例的系統(tǒng)的部件的框圖。
[0009]圖1E是圖1A和IC中描繪的根據(jù)本公開的實(shí)施例的信號的發(fā)送和接收的示意描
O
[0010]圖1F是圖1B和ID中描繪的根據(jù)本公開的實(shí)施例的信號的發(fā)送和接收的示意描
O
[0011]圖2是圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于確定車輛之間的范圍信息的示例性方法的流程圖。
[0012]圖3是圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的定位技術(shù)的示例性曲線圖。
[0013]圖4是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)附加實(shí)施例的車輛之間的交互的示意描繪。
[0014]圖5是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)附加實(shí)施例的車輛之間的交互的示意描繪。

【具體實(shí)施方式】
[0015]本公開的實(shí)施例涉及用于使用一個(gè)或多個(gè)信號傳感器和一個(gè)或多個(gè)信號源確定相對定位信息的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。本公開的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例涉及用于確定第一車輛相對于第二車輛或者反過來的一個(gè)或多個(gè)位置的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，第一車輛具有與之相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)信號傳感器，該一個(gè)或多個(gè)信號傳感器檢測從與第二車輛相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)信號源接收的一個(gè)或多個(gè)信號。
[0016]下文中通過參考附圖來更全面地描述本公開的實(shí)施例，在附圖中示出了本公開的特定實(shí)施例。然而，本公開可以以許多不同形式體現(xiàn)，且不應(yīng)當(dāng)理解為限于本文闡述的實(shí)施例；相反，這些實(shí)施例被提供以使得本公開將是透徹且全面的，并將所公開的主題的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。自始至終，相似的附圖標(biāo)記指代相似的元素。
[0017]現(xiàn)在將參考附圖來描述本公開的示例實(shí)施例。
[0018]圖1A是采用根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的兩個(gè)車輛之間的交互的示意描繪。貫穿本公開，術(shù)語“車輛”可以指代但不限于汽車、摩托車、電動(dòng)自行車、小型摩托車、自行車、其他兩輪車、全地形車(ATV)、卡車、輕型卡車、重型卡車、皮卡、小型貨車、跨界多功能車(CUV)、廂式貨車、商用車、私家車、運(yùn)動(dòng)型多功能車(SUV)、牽引拖車、飛機(jī)、直升飛機(jī)、其他飛行器、宇宙飛船、衛(wèi)星、或者被提供有通信和傳感能力的任何其他合適移動(dòng)對象。然而，應(yīng)當(dāng)意識到，還可以在可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)之間的電子通信的其他運(yùn)輸或非運(yùn)輸相關(guān)應(yīng)用中利用本公開的實(shí)施例。
[0019]此外，貫穿本公開，術(shù)語“位置”或“位置向量”可以指代三維空間中的向量(例如，〈X，y, z>)。本公開的各種實(shí)施例涉及求解對象在所定義的坐標(biāo)系內(nèi)的位置。在本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，Z坐標(biāo)可以是已知的，在這種情況下，根據(jù)這種實(shí)施例的技術(shù)可以涉及求解位置向量的僅X和y坐標(biāo)。另外，在本公開的一個(gè)或多個(gè)附加實(shí)施例中，術(shù)語“距離”可以指代位置向量的斜邊(或量值)。
[0020]參考圖1A,第一車輛100A可以具有與之相關(guān)聯(lián)的信號傳感器102。參考圖1C,信號傳感器102可以形成與車輛100A相關(guān)聯(lián)的信號檢測單元108的至少一部分。信號檢測單元108可以另外包括一個(gè)或多個(gè)處理器109、操作耦合至該一個(gè)或多個(gè)處理器109的存儲(chǔ)器110、以及操作耦合至該存儲(chǔ)器110的相位差檢測器111。該相位差檢測器111和/或該一個(gè)或多個(gè)處理器109可以包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)字信號處理器(DSP)。第一車輛100A可以進(jìn)一步包括被配置為由該一個(gè)或多個(gè)處理器109控制的一個(gè)或多個(gè)車輛控制單元112和一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出控制單元113。該一個(gè)或多個(gè)車輛控制單元112可以被配置為控制一個(gè)或多個(gè)車輛部件114的操作。該一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出控制單元113可以被配置為控制結(jié)合車輛100A提供的用戶界面(UI) 115。
[0021]第二車輛100B可以包括三個(gè)信號源101A-101C。參考圖1A和1C，信號源101A-101C可以被配置為發(fā)射可分別沿傳播路徑103A-103C行進(jìn)的各自的對應(yīng)信號118A-118C。可以關(guān)于第二車輛100B定義坐標(biāo)系104。坐標(biāo)系104可以具有鄰近信號源101A-101C定位的中心坐標(biāo)104A，諸如例如垂直處于信號源1lB下方。然而，在其他實(shí)施例中，坐標(biāo)系104可以以與關(guān)聯(lián)于車輛100B的信號源101A-101C相對鄰近的空間位置為中心。
[0022]與車輛100A相關(guān)聯(lián)的信號傳感器102可以被配置為檢測分別從信號源101A-101C接收的信號118A-118C。根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，信號源101A-101C均可以為能夠以任何合適波長、強(qiáng)度和相干性發(fā)射輻射的任何設(shè)備。由信號源101A-101C發(fā)射的輻射可以是單色的或多色的，并可以處于紫外(UV)、近紫外(近UV)、紅外(IR)或可見范圍內(nèi)。例如，在本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，信號源101A-101C均可以為發(fā)射UV、近UV、IR或可見波長范圍內(nèi)的輻射的發(fā)光二極管(LED )。
[0023]在信號源101A-101C是LED的那些實(shí)施例中，每個(gè)LED可以被電氣控制以生成脈沖信號。例如，參考圖1C，可以結(jié)合車輛100B提供信號發(fā)生器116，其電氣控制信號源101A-101C以同步地發(fā)射脈沖信號118A-118C (例如，信號源可以同步地開啟和關(guān)閉)。
[0024]如前所述，信號源101A-101C中的每一個(gè)可以發(fā)送各自的對應(yīng)信號118A-118C(例如，測距波形)。由信號源101A-101C發(fā)送的信號118A-118C可以分別沿傳播路徑103A、103B和103C行進(jìn)。信號118A-118C可以是使用任何適當(dāng)?shù)哪M或數(shù)字調(diào)制技術(shù)來調(diào)制的，包括但不限于:幅度調(diào)制(AM)，諸如例如幅移鍵控(ASK)調(diào)制；相位調(diào)制，諸如例如一種或多種形式的相移鍵控(PSK);頻率調(diào)制，諸如例如一種或多種形式的頻移鍵控(FSK);正交幅度調(diào)制(QAM);或任何其他調(diào)制技術(shù)。在本公開的特定實(shí)施例中，可以將一個(gè)或多個(gè)副載波信號加到信號118A-118B中的每一個(gè)，并且，可以對副載波信號進(jìn)行相位調(diào)制或頻率調(diào)制。另夕卜，可以利用正交頻分復(fù)用(OFDM)來對副載波信號進(jìn)行調(diào)制。作為非限制性示例，信號源101A-101C均可以表示被施脈沖以生成高頻ON (啟)和OFF (閉)鍵控波形的LED。啟閉鍵控(OOK)是一種形式的ASK調(diào)制，其將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)表示為載波的存在或不存在。
[0025]信號118A-118C均可以是利用對信號檢測單元108來說可能已知的不同OOK頻率來調(diào)制的。可替換地，在本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，信號源101A-101C中的每一個(gè)可以發(fā)射具有相同OOK頻率的各自的對應(yīng)信號118A-118C。信號118A-118C均可以是利用約20MHz至約70 MHz的范圍內(nèi)的頻率來調(diào)制的。然而，其他頻率也處于本公開的范圍內(nèi)。一般地，信號118A-118C是以足夠高以許可定位技術(shù)被用于分析信號但不高到導(dǎo)致相位混淆的頻率來調(diào)制的。如果信號118A-118C的飛行時(shí)間超過信號的周期的一半，則可能發(fā)生相位混淆。
[0026]信號檢測單元108可以檢測分別從信號源101A-101C發(fā)射的信號118A-118C。由于信號118A-118C分別行進(jìn)所沿著的傳播路徑可能在長度上不同，因此由信號源101A-101C發(fā)射的信號118A-118C可能在不同時(shí)間處到達(dá)信號傳感器102。相位差檢測器111可以被配置為確定由信號傳感器102接收的信號118A-118C中的每一對之間的相移。具體地，相位差檢測器111可以被配置為在頻域中處理信號118A-118C。即，相位差檢測器111可以被配置為測量信號118A-118C中的每一個(gè)相對于每個(gè)其他信號的相移。例如，參考圖1E，信號118A與信號118B之間的相移Ct1、信號118B與信號118C之間的相移Φ2以及信號118Α與信號118C之間的相移Φ3可以由相位差檢測器111測量。
[0027]兩個(gè)信號之間在弧度上的相移或相位差可以由τ給出，其中，f表示信號的頻率，并且τ表示由于由信號采取的不同傳播路徑而引起的在信號傳感器處對信號的接收的時(shí)間延遲差。信號118A-118C中的每一對之間的相移Φρ Φ2、小3可以由相位差檢測器111測量，并可以被傳遞至信號檢測單元108的一個(gè)或多個(gè)處理器109，該一個(gè)或多個(gè)處理器109可以被配置為使用上述關(guān)系、基于所測量的相移來確定時(shí)間值組。時(shí)間值組可以表示接收信號118A-118C中的每一對之間的時(shí)間延遲差。例如，時(shí)間值組可以包括值τ ^12和τ3，表示在信號傳感器102處分別對信號118Α和118Β、信號118Β和118C以及信號118Α和118C的接收或檢測的時(shí)間的差。
[0028]對于足夠的信噪比(SNR)，相位差檢測器111可能能夠測量與約150 ps延遲相對應(yīng)的幾度的相移。確定信號之間的相移到該準(zhǔn)確程度可能需要約40 dB的SNR和約100Hz的檢測帶寬。信號傳感器102處存在的SNR可以受各種因素影響，包括但不限于信號118A-118C的傳輸?shù)墓β省⑿盘杺鞲衅?02的透鏡的大小或者數(shù)字信號處理器檢測帶寬。
[0029]信號傳感器102可以是凝視陣列，其能夠在空間上將從信號源101A-101C接收的信號118A-118C分離，以供相位差檢測器111確定信號118A-118C之間的相移。參考圖1E，信號傳感器102可以是包括光學(xué)透鏡117的非成像傳感器陣列。信號118A-118C可以匯聚在透鏡117的一側(cè)上且在透鏡的相對側(cè)上在空間上分離。信號傳感器102可以進(jìn)一步包括像素傳感器119A-119C，其中，每個(gè)像素傳感器檢測信號118A-118C的各自的對應(yīng)信號。相位差檢測器111可以測量在像素傳感器119A-119C處接收的信號118A-118C之間的相移。
[0030]應(yīng)當(dāng)注意，信號傳感器102還可以是具有合適像素密度的成像傳感器陣列。此外，信號傳感器102可以是掃描陣列，其具有足夠高的幀速率，能夠?qū)π盘?18A-118C的頻率進(jìn)行采樣，使得信號之間的相移可以由信號傳感器102在接收到時(shí)確定。
[0031]如下文中將更詳細(xì)描述的那樣，該一個(gè)或多個(gè)處理器109可以被配置為生成距離表達(dá)式組。每個(gè)距離表達(dá)式可以表不信號源1lA-1OlCi—與信號傳感器102之間的距離。該一個(gè)或多個(gè)處理器109可以進(jìn)一步被配置為基于距離表達(dá)式組和時(shí)間值組來確定距離方程組。另外，該一個(gè)或多個(gè)處理器109可以進(jìn)一步被配置為求解距離方程組，以確定第一車輛100A在關(guān)于第二車輛100B (或者更具體地，關(guān)于信號源101A-101C)定義的坐標(biāo)系104內(nèi)的位置(例如，信號傳感器102的位置)。
[0032]在本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所確定的位置可以用于促進(jìn)協(xié)作駕駛、碰撞避免和/或碰撞警告功能。作為非限制性示例，該一個(gè)或多個(gè)處理器109可以將所確定的位置輸出至一個(gè)或多個(gè)車輛控制單元112，該一個(gè)或多個(gè)車輛控制單元112可以進(jìn)而控制一個(gè)或多個(gè)車輛部件114更改車輛100A的速度或加速度、發(fā)起碰撞避免或碰撞安全措施、或者將警告指示提供給車輛100A的用戶或車輛100B的用戶。作為另一非限制性示例，該一個(gè)或多個(gè)處理器109可以將所確定的位置輸出至一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出控制單元113，該一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出控制單元113進(jìn)而可以控制用戶界面115以給車輛10A的用戶(例如，駕駛員)提供所確定的位置的指示和一個(gè)或多個(gè)潛在警告指示。用戶界面115還可以給車輛100A的用戶提供允許用戶經(jīng)由該一個(gè)或多個(gè)車輛控制單元112基于所確定的位置控制該一個(gè)或多個(gè)車輛部件114的功能。
[0033]在圖1A中描繪的實(shí)施例中示出了三個(gè)信號源101A-101C和一個(gè)信號傳感器102。然而，許多其他配置處于本公開的范圍內(nèi)。車輛100B可以具有與之相關(guān)聯(lián)的任何數(shù)目的信號源。類似地，車輛100A可以具有與之相關(guān)聯(lián)的任何數(shù)目的信號傳感器。作為非限制性示例，在特定實(shí)施例中，車輛100B可以包括三個(gè)信號源的一個(gè)或多個(gè)附加組，并且車輛100A可以包括附加信號傳感器，使得三個(gè)信號源的每個(gè)組將各自信號發(fā)送至每個(gè)信號傳感器。由此，各種配置處于本公開的范圍內(nèi)，其確定車輛相對于另一車輛的多個(gè)位置，這可以用于例如確定車輛之間的角度偏差或位移。此外，盡管信號源101A-101C被描繪為位于車輛的前部處，但其他配置處于本公開的范圍內(nèi)。例如，附加信號源可以位于車輛100B的前部、側(cè)部、頂部或后部處。類似地，附加信號源可以位于車輛100A的前部、頂部、側(cè)部或后部處。
[0034]圖1B描繪了根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)可替換實(shí)施例的兩個(gè)車輛之間的交互。圖1B示意性地描繪了具有與之相關(guān)聯(lián)的三個(gè)信號傳感器106A-106C的第一車輛100C。參考圖1D，信號傳感器106A-106C可以形成與第一車輛100C相關(guān)聯(lián)的信號檢測單元120的至少一部分。可以關(guān)于第一車輛100C定義坐標(biāo)系105。坐標(biāo)系105可以具有位于信號傳感器106A-106C附近的中心坐標(biāo)105A,諸如例如垂直處于信號傳感器106B下方。然而,許多其他配置處于本公開的范圍內(nèi)。坐標(biāo)系105可以以信號傳感器106A-106C的相對鄰近度內(nèi)的任何空間位置為中心。信號源128可以與第二車輛100D相關(guān)聯(lián)。信號源128可以發(fā)射沿傳播路徑107A-107C行進(jìn)的信號130。
[0035]與車輛100C相關(guān)聯(lián)的信號檢測單元120可以被配置為檢測從信號源128接收的信號130。如前結(jié)合圖1A中描繪的本公開的實(shí)施例描述的那樣，信號源128可以是能夠以任何合適波長、強(qiáng)度和相干性發(fā)射輻射的任何設(shè)備。即，由信號源128發(fā)射的輻射可以是單色的或多色的，并可以處于UV、近UV、IR或可見范圍內(nèi)。例如，在本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，信號源128可以為發(fā)射UV、近UV、IR或可見波長范圍內(nèi)的輻射的LED。信號源128可以被電氣控制以生成脈沖信號。例如，參考圖1D，可以結(jié)合車輛100D提供信號發(fā)生器129，其電氣控制信號源128以發(fā)射脈沖信號130。如果多于一個(gè)信號源128被提供,則信號源可以被配置為同步地開啟和關(guān)閉。
[0036]由信號源128發(fā)射的信號130可以是使用任何適當(dāng)?shù)哪M或數(shù)字調(diào)制技術(shù)來調(diào)制的，包括但不限于:幅度調(diào)制(AM)，諸如例如幅移鍵控(ASK)調(diào)制；相位調(diào)制，諸如例如一種或多種形式的相移鍵控(PSK);頻率調(diào)制，諸如例如一種或多種形式的頻移鍵控(FSK);正交幅度調(diào)制(QAM);或任何其他調(diào)制技術(shù)。在本公開的特定實(shí)施例中，可以將一個(gè)或多個(gè)副載波信號加到信號130，并且，可以對副載波信號進(jìn)行相位調(diào)制或頻率調(diào)制。另外，可以利用正交頻分復(fù)用(OFDM)來對副載波信號進(jìn)行調(diào)制。作為非限制性示例，信號源128可以是被施脈沖以生成高頻ON (啟)和OFF (閉)鍵控波形的LED。啟閉鍵控(OOK)是一種形式的ASK調(diào)制，其將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)表示為載波的存在或不存在。
[0037]在本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，不同OOK頻率可以被調(diào)制到所發(fā)射的信號130上。在本公開的一個(gè)或多個(gè)可替換實(shí)施例中，由信號源128發(fā)射的信號130可以具有單個(gè)OOK頻率。
[0038]信號檢測單元120可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)處理器121、操作耦合至該一個(gè)或多個(gè)處理器121的存儲(chǔ)器122、以及操作耦合至該存儲(chǔ)器122的相位差檢測器123。第一車輛100C可以進(jìn)一步包括被配置為由該一個(gè)或多個(gè)處理器121控制的一個(gè)或多個(gè)車輛控制單元124和一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出控制單元125。該一個(gè)或多個(gè)車輛控制單元124可以被配置為控制一個(gè)或多個(gè)車輛部件126的操作。該一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出控制單元125可以被配置為控制用戶界面(UI) 127。
[0039]由信號源128發(fā)射的信號130可以分別沿傳播路徑107A-107C行進(jìn)。由于每個(gè)傳播路徑可能在長度上不同，因此信號130可能在不同時(shí)間處到達(dá)信號檢測單元120的信號傳感器106A-106C。信號檢測單兀120的相位差檢測器123可以被配置為在由信號傳感器106A-106C中的每一個(gè)接收或檢測到信號130時(shí)確定信號之間的相移或相位差。所測量的相移可以被傳遞至信號檢測單元120的一個(gè)或多個(gè)處理器121，該一個(gè)或多個(gè)處理器121可以被配置為基于所測量的相移來確定時(shí)間值組。
[0040]信號130可以是利用約20 MHz至約70 MHz的范圍內(nèi)的頻率來調(diào)制的。然而，其他頻率也處于本公開的范圍內(nèi)。一般地，信號130可以是以足夠高以許可定位技術(shù)被用于在由信號傳感器106A-106C接收到時(shí)分析信號但不高到導(dǎo)致相位混淆的頻率來調(diào)制的。如果信號130沿傳播路徑107A-107C的飛行時(shí)間超過信號的周期的一半，則可能發(fā)生相位混淆。
[0041]類似于圖1A中描繪的本公開的實(shí)施例，信號檢測單元120可以檢測從信號源128發(fā)射的信號130。由于信號130沿著可能在長度上不同的傳播路徑107A-107C行進(jìn)，因此信號130可能在不同時(shí)間處到達(dá)信號傳感器106A-106C中的每一個(gè)。相位差檢測器123可以被配置為確定在信號傳感器106A-106C處接收的信號130之間的相移。具體地，相位差檢測器123可以被配置為在頻域中處理接收信號130。S卩，相位差檢測器123可以被配置為測量在信號傳感器106A-106C中的每一個(gè)處接收的信號130相對于在其他信號傳感器106A-106C中的每一個(gè)處接收的信號130的相移。例如，參考圖1F，在信號傳感器106A處接收的信號130與在信號傳感器106B處接收的信號130之間的相移Φ:、在信號傳感器106B處接收的信號130與在信號傳感器106C處接收的信號130之間的相移Φ2以及在信號傳感器106Α處接收的信號130與在信號傳感器106C處接收的信號130之間的相移Φ3可以由相位差檢測器123以與先前關(guān)于圖1A中描繪的實(shí)施例描述的方式類似的方式測量。
[0042]所測量的相移Φρ Φ2、Φ3可以由相位差檢測器123經(jīng)由存儲(chǔ)器122傳遞至信號檢測單元120的一個(gè)或多個(gè)處理器121，該一個(gè)或多個(gè)處理器121可以被配置為基于所測量的相移來確定時(shí)間值組。時(shí)間值組中的每個(gè)值可以表不在信號傳感器106A-106C中的每一個(gè)處對信號130的接收與在其他信號傳感器106A-106C中的每一個(gè)處對信號130的接收之間的時(shí)間延遲差。例如，時(shí)間值組可以包括值H、12和τ3，表示分別在信號傳感器106Α和106Β處、在信號傳感器106Β和106C處以及在信號傳感器106Α和106C處對信號130的接收或檢測的時(shí)間的差。
[0043]該一個(gè)或多個(gè)處理器121可以被配置為生成距離表達(dá)式組。每個(gè)距離表達(dá)式可以表不信號源128與信號傳感器106A-106C之一之間的距離。該一個(gè)或多個(gè)處理器121可以進(jìn)一步被配置為基于距離表達(dá)式組和時(shí)間值組來確定距離方程組。另外，該一個(gè)或多個(gè)處理器121可以進(jìn)一步被配置為求解距離方程組，以確定在關(guān)于第一車輛10C (或者更具體地，關(guān)于信號傳感器106A-106C)定義的坐標(biāo)系105內(nèi)與第二車輛100D相關(guān)聯(lián)的位置(例如，信號源128的位置)。
[0044]在本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所確定的位置可以用于促進(jìn)協(xié)作駕駛、碰撞避免和/或碰撞警告功能。作為非限制性示例，該一個(gè)或多個(gè)處理器121可以將所確定的位置輸出至一個(gè)或多個(gè)車輛控制單元124，該一個(gè)或多個(gè)車輛控制單元124可以進(jìn)而控制一個(gè)或多個(gè)車輛部件126更改車輛100C的速度或加速度、發(fā)起碰撞避免或碰撞安全措施、或者將警告指示提供給車輛100C的用戶或車輛100D的用戶。作為另一非限制性示例，該一個(gè)或多個(gè)處理器121可以將所確定的位置輸出至一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出控制單元125，該一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出控制單元125進(jìn)而可以控制用戶界面127以給車輛100C的用戶(例如，駕駛員)提供所確定的位置的指示和一個(gè)或多個(gè)潛在警告指示。用戶界面127還可以給車輛100C的用戶提供允許用戶經(jīng)由該一個(gè)或多個(gè)車輛控制單元124基于所確定的位置控制該一個(gè)或多個(gè)車輛部件126的功能。
[0045]信號傳感器106A-106C均可以為本領(lǐng)域中已知的任何光電感測或光電檢測設(shè)備，包括但不限于光電二極管、光檢測器、被反向偏置以充當(dāng)下述各項(xiàng)的LED:光電二極管、光電晶體管、光電阻器、光電管、光伏電池、量子點(diǎn)光電導(dǎo)體、電荷稱合器件(CCD)或有源像素傳感器。前述列表不意圖作為窮盡列表，并且，可以使用本領(lǐng)域中現(xiàn)在已知或未來可開發(fā)的任何合適信號傳感器。
[0046]在圖1B中描繪的本公開的實(shí)施例中不出了三個(gè)信號傳感器106A-106C和一個(gè)信號源128。然而，許多其他配置處于本公開的范圍內(nèi)。車輛100D可以具有與之相關(guān)聯(lián)的任何數(shù)目的信號源。類似地，車輛100C可以具有與之相關(guān)聯(lián)的任何數(shù)目的信號源。作為非限制性示例，在特定實(shí)施例中，車輛100D可以包括一個(gè)或多個(gè)附加信號源，并且車輛100C可以包括三個(gè)信號傳感器的附加組，使得三個(gè)信號傳感器的每個(gè)組從每個(gè)信號源接收所發(fā)送的信號。以這種方式，可以確定車輛100C和100D之間的多個(gè)相對位置，其可以進(jìn)而用于確定車輛100C和100D之間的角度偏差或位移。此外，盡管信號源128被描繪為位于車輛100D的后部處，但其他配置處于本公開的范圍內(nèi)。例如，附加信號源可以位于車輛100D的前部、側(cè)部、頂部或后部處。類似地，盡管信號傳感器106A-106C被描繪為位于車輛100C的前部，但附加信號源可以位于車輛100C的前部、頂部、側(cè)部或后部。
[0047]在本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可以采用分組結(jié)構(gòu)將信息傳達(dá)給信號檢測單元，其中，該信息與各自的對應(yīng)信號源相關(guān)。下面的討論適用于本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，且因此將在不參考任何具體實(shí)施例的情況下概括地呈現(xiàn)。下面描繪了代表性的分組結(jié)構(gòu):^

【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 在與第一車輛相關(guān)聯(lián)的信號檢測單元處檢測從一個(gè)或多個(gè)信號源接收的一個(gè)或多個(gè)信號，所述信號檢測單元包括一個(gè)或多個(gè)信號傳感器和一個(gè)或多個(gè)處理器； 由所述一個(gè)或多個(gè)處理器基于所述一個(gè)或多個(gè)信號的到達(dá)時(shí)間來確定時(shí)間值組； 由所述一個(gè)或多個(gè)處理器生成距離表達(dá)式組，其中，每個(gè)距離表達(dá)式對應(yīng)于所述一個(gè)或多個(gè)信號傳感器之一與所述一個(gè)或多個(gè)信號源之一之間的距離； 由所述一個(gè)或多個(gè)處理器基于所述時(shí)間值組和所述距離表達(dá)式組來生成距離方程組；以及 由所述一個(gè)或多個(gè)處理器求解所述距離方程組以確定第一位置或第二位置，其中，所述第一位置表示在關(guān)于所述一個(gè)或多個(gè)信號源定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述第一車輛相關(guān)聯(lián)的位置，并且所述第二位置表示在關(guān)于所述第一車輛定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述一個(gè)或多個(gè)信號源相關(guān)聯(lián)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)信號傳感器包括位于所述第一車輛上的至少三個(gè)信號傳感器，并且所述一個(gè)或多個(gè)信號包括由所述至少三個(gè)信號傳感器中的每一個(gè)從一個(gè)信號源接收的信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)信號包括從至少三個(gè)各自對應(yīng)的信號源接收的至少三個(gè)信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述時(shí)間值組包括所述一個(gè)或多個(gè)信號在所述信號檢測單元處的到達(dá)時(shí)間相對于其他一個(gè)或多個(gè)信號中的每一個(gè)的到達(dá)時(shí)間的差，并且每個(gè)距離方程表示一個(gè)距離表達(dá)式與一個(gè)其他距離表達(dá)式之間的差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括: 將所述第一位置或所述第二位置輸出至所述第一車輛的用戶界面或一個(gè)或多個(gè)控制單元中的至少一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)控制單元基于所述第一位置或所述第二位置來控制所述第一車輛的一個(gè)或多個(gè)部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述時(shí)間值組是基于由所述信號檢測單元檢測到的一個(gè)或多個(gè)信號之間的相位差來確定的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)信號中的每一個(gè)是傳達(dá)與位于第二車輛上的各自對應(yīng)的信號源相關(guān)的信息的經(jīng)調(diào)制的信號，所述信息包括與所述第二車輛相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符或與所述各自對應(yīng)的信號源相關(guān)聯(lián)的空間坐標(biāo)中的至少一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 由所述一個(gè)或多個(gè)處理器求解所述距離方程組以確定第三位置或第四位置，其中，所述第三位置表示在關(guān)于所述一個(gè)或多個(gè)信號源定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述第一車輛相關(guān)聯(lián)的另一位置，并且所述第四位置表示在關(guān)于所述第一車輛定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述一個(gè)或多個(gè)信號源相關(guān)聯(lián)的另一位置；以及 基于所述第一位置和所述第三位置或基于所述第二位置和所述第四位置，確定所述第一車輛與第二車輛之間的角度偏差。
10.一種系統(tǒng),包括: 與第一車輛相關(guān)聯(lián)的信號檢測單元，所述信號檢測單元包括一個(gè)或多個(gè)信號傳感器和一個(gè)或多個(gè)處理器，其中，所述信號檢測單元被配置為檢測從一個(gè)或多個(gè)信號源接收的一個(gè)或多個(gè)信號， 其中，所述一個(gè)或多個(gè)處理器被配置為: 基于所述一個(gè)或多個(gè)信號的到達(dá)時(shí)間來確定時(shí)間值組； 生成距離表達(dá)式組，其中，每個(gè)距離表達(dá)式對應(yīng)于所述一個(gè)或多個(gè)信號傳感器之一與所述一個(gè)或多個(gè)信號源之一之間的距離； 基于所述時(shí)間值組和所述距離表達(dá)式組來生成距離方程組；以及 求解所述距離方程組以確定第一位置或第二位置，其中，所述第一位置表示在關(guān)于所述一個(gè)或多個(gè)信號源定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述第一車輛相關(guān)聯(lián)的位置，并且所述第二位置表示在關(guān)于所述第一車輛定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述一個(gè)或多個(gè)信號源相關(guān)聯(lián)的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合至所述信號檢測單元的第一車輛。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)信號傳感器包括位于所述第一車輛上的至少三個(gè)信號傳感器，并且所述一個(gè)或多個(gè)信號包括由所述至少三個(gè)信號傳感器中的每一個(gè)從一個(gè)信號源接收的信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)信號包括從至少三個(gè)各自對應(yīng)的信號源接收的至少三個(gè)信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述時(shí)間值組包括所述一個(gè)或多個(gè)信號在所述信號檢測單元處的到達(dá)時(shí)間相對于其他一個(gè)或多個(gè)信號中的每一個(gè)的到達(dá)時(shí)間的差，并且每個(gè)距離方程表示一個(gè)距離表達(dá)式與一個(gè)其他距離表達(dá)式之間的差。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)處理器進(jìn)一步被配置為: 將所述第一位置或所述第二位置輸出至所述第一車輛的用戶界面或一個(gè)或多個(gè)控制單元中的至少一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)控制單元基于所述第一位置或所述第二位置來控制所述第一車輛的一個(gè)或多個(gè)部件。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述時(shí)間值組是基于由所述信號檢測單元檢測到的一個(gè)或多個(gè)信號之間的相位差來確定的。
18.根據(jù)權(quán)利要求10至17中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)信號中的每一個(gè)是傳達(dá)與位于第二車輛上的各自對應(yīng)的信號源相關(guān)的信息的經(jīng)調(diào)制的信號，所述信息包括與所述第二車輛相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符或與所述各自對應(yīng)的信號源相關(guān)聯(lián)的空間坐標(biāo)中的至少一個(gè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)處理器進(jìn)一步被配置為: 求解所述距離方程組以確定第三位置或第四位置，其中，所述第三位置表示在關(guān)于所述一個(gè)或多個(gè)信號源定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述第一車輛相關(guān)聯(lián)的另一位置，并且所述第四位置表示在關(guān)于所述第一車輛定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述一個(gè)或多個(gè)信號源相關(guān)聯(lián)的另一位置；以及 基于所述第一位置和所述第三位置或基于所述第二位置和所述第四位置，確定所述第一車輛與第二車輛之間的角度偏差。
20.一種存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令在被操作耦合至至少一個(gè)存儲(chǔ)器的一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使方法被執(zhí)行，所述方法包括: 在與第一車輛相關(guān)聯(lián)的信號檢測單元處檢測從一個(gè)或多個(gè)信號源接收的一個(gè)或多個(gè)信號; 基于所述一個(gè)或多個(gè)信號的到達(dá)時(shí)間來確定時(shí)間值組； 生成距離表達(dá)式組，其中，每個(gè)距離表達(dá)式對應(yīng)于所述一個(gè)或多個(gè)信號傳感器之一與所述一個(gè)或多個(gè)信號源之一之間的距離； 基于所述時(shí)間值組和所述距離表達(dá)式組來生成距離方程組；以及求解所述距離方程組以確定第一位置或第二位置，其中，所述第一位置表示在關(guān)于所述一個(gè)或多個(gè)信號源定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述第一車輛相關(guān)聯(lián)的位置，并且所述第二位置表示在關(guān)于所述第一車輛定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述一個(gè)或多個(gè)信號源相關(guān)聯(lián)的位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)信號傳感器包括位于所述第一車輛上的至少三個(gè)信號傳感器，并且所述一個(gè)或多個(gè)信號包括由所述至少三個(gè)信號傳感器中的每一個(gè)從一個(gè)信號源接收的信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)信號包括從至少三個(gè)各自對應(yīng)的信號源接收的至少三個(gè)信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述方法進(jìn)一步包括: 將所述第一位置或所述第二位置輸出至所述第一車輛的用戶界面或一個(gè)或多個(gè)控制單元中的至少一個(gè)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述方法進(jìn)一步包括: 求解所述距離方程組以確定第三位置或第四位置，其中，所述第三位置表示在關(guān)于所述一個(gè)或多個(gè)信號源定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述第一車輛相關(guān)聯(lián)的另一位置，并且所述第四位置表示在關(guān)于所述第一車輛定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述一個(gè)或多個(gè)信號源相關(guān)聯(lián)的另一位置；以及 基于所述第一位置和所述第三位置或基于所述第二位置和所述第四位置，確定所述第一車輛與第二車輛之間的角度偏差。
25.—種系統(tǒng),包括: 用于檢測從一個(gè)或多個(gè)信號源接收的一個(gè)或多個(gè)信號的裝置； 用于基于所述一個(gè)或多個(gè)信號的到達(dá)時(shí)間來確定時(shí)間值組的裝置； 用于生成距離表達(dá)式組的裝置，其中，每個(gè)距離表達(dá)式對應(yīng)于所述一個(gè)或多個(gè)信號傳感器之一與所述一個(gè)或多個(gè)信號源之一之間的距離； 用于基于所述時(shí)間值組和所述距離表達(dá)式組來生成距離方程組的裝置；以及用于求解所述距離方程組以確定第一位置或第二位置的裝置，其中，所述第一位置表示在關(guān)于所述一個(gè)或多個(gè)信號源定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述第一車輛相關(guān)聯(lián)的位置，并且所述第二位置表示在關(guān)于所述第一車輛定義的坐標(biāo)系內(nèi)與所述一個(gè)或多個(gè)信號源相關(guān)聯(lián)的位置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，用于檢測一個(gè)或多個(gè)信號的裝置包括位于所述第一車輛上的至少三個(gè)信號傳感器，并且所述一個(gè)或多個(gè)信號包括由所述至少三個(gè)信號傳感器中的每一個(gè)從一個(gè)信號源接收的信號。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)信號包括從至少三個(gè)各自對應(yīng)的信號源接收的至少三個(gè)信號。
【文檔編號】G01S15/06GK104169738SQ201280071856
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月26日
【發(fā)明者】R.D.羅伯特斯 申請人:英特爾公司