[发明专利]用于高程中的相位角测量以实现用于自主车辆的3D环境成像的具有拥有垂直偏移的天线阵列的自动雷达

说明书

本文描述的示例实施例包括使用雷达来确定自主载具的环境的三维数据表示。示例实施例包括在耦合到载具的雷达单元处接收雷达反射信号，并确定环境中导致雷达反射信号的表面的方位角和距离。该实施例还包括基于雷达反射信号的相位信息来确定导致雷达反射信号的表面的仰角，并且至少部分地基于导致多个雷达反射信号的表面的方位角、距离和仰角来控制载具。在一些情况下，雷达单元被配置为使用具有在阵列中偏移的一个或多个辐射元件的交错线性阵列接收雷达反射信号。

背景技术

无线电探测和测距(Radio detection and ranging，RADAR(雷达))系统可以通过发射无线电信号和检测返回的反射信号来主动估计到环境特征的距离。到无线电反射特征的距离可以根据发送和接收之间的时间延迟来确定。雷达系统可以发射频率随时间变化的信号，诸如具有时变频率斜坡(ramp)的信号，然后将发射信号和反射信号之间的频率差与射程(range)估计相关。一些雷达系统还可以基于接收到的反射信号中的多普勒频移来估计反射对象的相对运动。

定向天线可以用于信号的发送和/或接收，以将每个射程估计与姿态(bearing)相关联。更一般地，定向天线也可以用于将辐射能量聚焦在给定的感兴趣的视野上。组合测量的距离和方向信息允许绘制周围环境特征。

发明内容

本文公开的是涉及基于对环境的二维(2D)雷达测量来确定表示环境的三维(3D)点云的实施例。雷达系统最初可以使用配置有天线的交错(staggered)线性阵列的雷达单元来接收对附近环境的测量。通过处理传入的测量，雷达系统可以确定包括关于位于环境中的对象和其他表面的高程(elevation)信息的测量的环境的3D表示。

在一个方面中，本申请描述了一种方法。该方法包括在耦合到环境中的载具的雷达单元处，接收多个雷达反射信号，并确定环境中导致多个雷达反射信号的一个或多个表面的方位角(azimuth angle)和距离。该方法还包括，基于多个雷达反射信号的相位信息，确定导致多个雷达反射信号的一个或多个表面的仰角，并且至少部分地基于导致多个雷达反射信号的一个或多个表面的方位角、距离和仰角来控制载具。

在另一个方面中，本申请描述了一种系统。该系统包括被配置为接收多个雷达反射信号的雷达单元，以及处理器，所述处理器被配置为确定环境中导致多个雷达反射信号的一个或多个表面的方位角和距离，并且基于多个雷达反射信号的相位信息，确定导致多个雷达反射信号的一个或多个表面的仰角。该处理器还被配置为至少部分地基于导致多个雷达反射信号的一个或多个表面的方位角、距离和仰角来控制载具。

在又一个示例中，本申请描述了一种被配置为存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由包括一个或多个处理器的计算系统执行时，使得计算系统执行操作。操作包括在耦合到环境中的载具的雷达单元处，接收多个雷达反射信号，并确定环境中导致多个雷达反射信号的一个或多个表面的方位角和距离。操作还包括，基于多个雷达反射信号的相位信息，确定导致多个雷达反射信号的一个或多个表面的仰角，以及至少部分地基于导致多个雷达反射的一个或多个表面的方位角、距离和仰角来控制载具。

在另一个方面中，本申请描述了一种系统，该系统包括用于在耦合到环境中的载具的雷达单元处，接收多个雷达反射信号的装置，以及用于确定环境中导致多个雷达反射信号的一个或多个表面的方位角和距离的装置。该系统还包括用于基于多个雷达反射信号的相位信息来确定导致多个雷达反射信号的一个或多个表面的仰角的装置，以及用于至少部分地基于导致多个雷达反射信号的一个或多个表面的方位角、距离和仰角来控制载具的装置。

前面的概述仅是说明性的，并且不旨在以任何方式进行限制。除了上述说明性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和以下详细描述，进一步的方面、实施例和特征将变得清楚。

附图说明

图1是示出根据示例实施例的载具的功能框图。

图2示出了根据示例实施例的载具的物理配置。