用于组合雷达数据的系统和方法与流程

用于组合雷达数据的系统和方法
1.交叉引用
2.本技术要求于2019年4月30日提交的美国临时专利申请第62/840,926号的优先权，出于全部的目的，该申请通过引用的方式以其整体并入本文。
3.背景
4.无线电探测和测距(雷达)可用于许多应用，包括目标探测、测距、测向和测绘。传统上，雷达已被用于飞行器、卫星和海上船只，以定位目标和成像地形。近年来，雷达在汽车中变得越来越流行，用于诸如盲点检测、碰撞避免和自动驾驶等应用。与受天气和能见度变化影响的基于光学的传感器(诸如相机或光探测和测距(lidar)系统)不同，雷达可能能够在弱光条件下、黑暗中和所有类型的天气条件下工作。
5.概述
6.本文认识到当前可用的雷达系统的各种限制。为了利用雷达，交通工具可以配备多个雷达传感器来检测周围环境中的障碍物和对象。然而，当前雷达系统中的多个雷达传感器通常可以彼此独立地处理数据。本文提供了用于处理和组合雷达数据的系统和方法。在感知、检测和/或分类周围环境中的对象或障碍物之前，可以通过组合来自多个雷达传感器和/或模块的数据来提高雷达系统的性能和鲁棒性。此外，本文公开的雷达系统可以被配置为解决与处理和相干组合来自多个雷达传感器和/或模块的雷达数据相关的计算模糊性，以便识别附近的对象或障碍物并生成周围环境的一个或更多个局部地图。
7.在一个方面，本公开提供了一种用于处理雷达数据的系统。该系统可以包括：频率发生器，被配置为生成具有参考频率的参考频率信号；定时模块，被配置为生成一个或更多个定时信号；以及与频率发生器和定时模块通信的多个雷达模块。在一些实施例中，多个雷达模块可以被配置为：(i)接收参考频率信号和一个或更多个定时信号，(ii)至少部分基于(a)参考频率信号和(b)一个或更多个定时信号发射包括多个输出雷达脉冲的第一组雷达信号，以及(iii)接收包括从周围环境中的至少一个对象反射的多个输入雷达脉冲的第二组雷达信号。
8.在一些实施例中，该系统还可以包括处理器，该处理器被配置为至少使用(i)与第二组雷达信号相关联的相位信息和(ii)与第二组雷达信号相关联的时间戳信息，通过(a)相干地组合第二组雷达信号，(b)计算目标的属性，或者(c)生成占据栅格或雷达图像，以处理分别从多个雷达模块接收的第二组雷达信号。
9.在一些实施例中，该系统可以进一步包括至少一个外壳，该外壳包括频率发生器、定时模块和多个雷达模块。在一些实施例中，该至少一个外壳可以安装在交通工具上。在一些实施例中，交通工具可以包括陆地交通工具、空中交通工具或水上交通工具。
10.在一些实施例中，频率发生器可以包括电路，该电路被配置为生成包括正弦波、方波、三角波或锯齿波的波信号。波信号可以具有预定的或实时可调的信号频率。
11.在一些实施例中，电路可以包括晶体振荡器、简单封装晶体振荡器、温控晶体振荡器、压控晶体振荡器、频率控制晶体振荡器、恒温晶体振荡器、环形振荡器、电感电容(lc)振荡器或电阻电容(rc)振荡器。
12.在一些实施例中，多个雷达模块可以被配置为使用本地振荡器生成第一组雷达信号。在一些实施例中，本地振荡器可以被配置为将参考频率乘以一个或更多个倍频因子。在一些实施例中，本地振荡器可以包括整数n锁相环、分数n锁相环或倍频器。在一些实施例中，本地振荡器可以在多个雷达模块中的雷达模块上实现。在一些实施例中，雷达模块可以包括雷达发射机和/或雷达接收机。在一些实施例中，本地振荡器可以在雷达发射机和/或雷达接收机的板上或芯片上实现。
13.在一些实施例中，定时模块可以被配置为向多个雷达模块或处理器发送一个或更多个定时信号。在一些实施例中，一个或更多个定时信号可以包括基于绝对时间基准或本地时间基准生成的共享时钟信号。在一些实施例中，一个或更多个定时信号可以包括用于处理器或更多个雷达模块中的一个或更多个雷达模块的一个或更多个不同的定时信号。
14.在一些实施例中，定时模块可以被配置为为多个雷达模块中的一个或更多个雷达模块生成一个或更多个不同的定时信号。在一些实施例中，一个或更多个定时信号可以包括一个或更多个不同的定时信号。
15.在一些实施例中，多个雷达模块可以被配置为至少部分基于共享时钟信号或一个或更多个定时信号来触发第一组雷达信号的发射。
16.在一些实施例中，多个雷达模块中的雷达模块可以包括时间戳生成器，该时间戳生成器被配置为在将多个输入雷达脉冲转发到处理器之前，用相对于一个或更多个定时信号的一个或更多个时间戳来标记分别由雷达模块接收的多个输入雷达脉冲的至少子集。
17.在一些实施例中，处理器可以被配置为使用由定时模块生成的共享时钟信号为由多个雷达模块接收的多个输入雷达脉冲生成一个或更多个时间戳。在一些实施例中，处理器可以被配置为使用由定时模块生成的一个或更多个定时信号，为由多个雷达模块接收的多个输入雷达脉冲生成一个或更多个时间戳。
18.在一些实施例中，处理器可以被配置为使用由时间戳生成器或处理器生成的一个或更多个时间戳来按时间顺序对从多个雷达模块接收的多个输入雷达脉冲进行排序。
19.在一些实施例中，定时模块可以被配置为基于绝对时间基准或本地时间基准来生成共享时钟信号。
20.在一些实施例中，定时模块可以被配置为在将一个或更多个修改的定时信号发送到一个或更多个雷达模块之前，修改一个或更多个雷达模块的一个或更多个定时信号。在一些实施例中，一个或更多个修改的定时信号可以包括一个或更多个不同的定时信号。
21.在一些实施例中，多个雷达模块中的一个或更多个雷达模块可以被配置为(i)修改从定时模块接收的一个或更多个定时信号，以及(ii)使用在一个或更多个雷达模块处生成的一个或更多个修改的定时信号来触发多个输出雷达脉冲的发射。
22.在一些实施例中，可以至少部分地通过(a)将共享时钟信号的频率乘以一个或更多个倍频因子和/或(b)实现相对于共享时钟信号的可编程时间延迟来生成一个或更多个修改的定时信号。
23.在一些实施例中，处理器可以被配置为通过将多个输入雷达脉冲的子集中的具有相对相移或相对频移的一个或更多个复信号求和，来相干地组合由多个雷达模块的子集接收的多个输入雷达脉冲的子集。在一些实施例中，相对相移或相对频移可以是多个雷达模块的相对空间位置和/或相对空间定向的函数。
24.在一些实施例中，多个雷达模块可以被配置为在将第二组雷达信号转发到处理器之前校准由多个雷达模块接收的第二组雷达信号。在一些实施例中，多个雷达模块可以被配置为(i)将基于估计的校准参数的校正应用于第二组雷达信号，或者(ii)将为第二组雷达信号估计的校准参数提供给处理器。在一些实施例中，估计的校准参数可以部分地从在多个输入雷达脉冲中的两个或更多个输入雷达脉冲之间观察到的相位、增益、延迟和/或偏置的一个或更多个变化中导出。在一些实施例中，估计的校准参数可以部分地从多个雷达模块的相对空间位置或相对空间定向导出。
25.在一些实施例中，多个雷达模块可以被配置为使用多个雷达模块可见的已知对象来校准第二组雷达信号，以便识别由多个雷达模块接收的第二组雷达信号中的两个或更多个输入雷达脉冲之间的相位差。
26.在一些实施例中，相位信息可以包括在第二组雷达信号中的两个或更多个输入雷达脉冲之间观察到的一个或更多个相位差，其中两个或更多个输入雷达脉冲由(i)一个雷达模块内的不同接收天线接收，(ii)由多个雷达模块中的不同雷达模块接收，和/或(iii)当交通工具处于不同的空间位置或定向时被接收。
27.在一些实施例中，处理器可以被配置为至少使用(i)相位信息来生成占据栅格。在一些实施例中，处理器还可以被配置为使用(ii)多个雷达模块的相对空间位置或定向来生成占据栅格。在一些实施例中，处理器还可以被配置为使用占据栅格来计算目标的属性。
28.在一些实施例中，多个雷达模块中的一个或更多个雷达模块可以被配置为，部分地使用(i)相位信息和(ii)时间戳信息，(a)从第二组信号中提取原始未处理数据，以及(b)将原始未处理数据提供给处理器用于相干组合。
29.在一些实施例中，处理器可以被配置为至少使用(i)相位信息来计算目标的属性。在一些实施例中，目标的属性可以从由形状、尺寸、位置、定向、到达角、速度、加速度和雷达截面积组成的组中选择。
30.在一些实施例中，第一组雷达信号可以由第一雷达模块发射，并且第二组雷达信号可以在第二雷达模块处接收。在一些实施例中，第二组雷达信号可以对应于由第一雷达模块发射并从周围环境中的至少一个对象反射的第一组雷达信号的子集。在一些实施例中，第二雷达模块可以被配置为在将第二组雷达信号提供给处理器以与在第三雷达模块处接收的附加的第二组雷达信号进行相干组合之前预处理第二组雷达信号。
31.另一方面，本公开提供了一种用于处理雷达数据的方法。在一些实施例中，该方法可以包括(a)提供雷达系统，该雷达系统包括(i)频率发生器，(ii)定时模块，以及(iii)与频率发生器和定时模块通信的多个雷达模块。在一些实施例中，频率发生器可以被配置为生成具有参考频率的参考频率信号。在一些实施例中，定时模块可以被配置为生成一个或更多个定时信号。在一些实施例中，该方法可以进一步包括(b)在多个雷达模块处接收参考频率信号和一个或更多个定时信号。在一些实施例中，该方法可以进一步包括(c)至少部分基于参考频率信号和一个或更多个定时信号，使用多个雷达模块来发射包括多个输出雷达脉冲的第一组雷达信号。在一些实施例中，该方法可以进一步包括(d)在多个雷达模块处接收第二组雷达信号，该第二组雷达信号包括从周围环境中的至少一个对象反射的多个输入雷达脉冲。
32.在一些实施例中，该方法可以进一步包括使用处理器来至少使用(i)与第二组雷
达信号相关联的相位信息和(ii)与第二组雷达信号相关联的时间戳信息，通过(a)相干地组合第二组雷达信号，(b)计算目标的属性，或者(c)生成占据栅格或雷达图像，来处理分别从多个雷达模块接收的第二组雷达信号。
33.在一些实施例中，雷达系统可以包括至少一个外壳，该外壳包括频率发生器、定时模块和多个雷达模块。在一些实施例中，至少一个外壳可以安装在交通工具上。在一些实施例中，交通工具可以是陆地交通工具、空中交通工具或水上交通工具。
34.在一些实施例中，频率发生器可以包括电路，该电路被配置为生成包括正弦波、方波、三角波或锯齿波的波信号，该波信号具有预定的或实时可调的信号频率。在一些实施例中，电路可以包括晶体振荡器、简单封装晶体振荡器、温控晶体振荡器、压控晶体振荡器、频率控制晶体振荡器、恒温晶体振荡器、环形振荡器、电感电容(lc)振荡器或电阻电容(rc)振荡器。
35.在一些实施例中，多个雷达模块可以被配置为使用本地振荡器生成第一组雷达信号，该本地振荡器被配置为将参考频率乘以一个或更多个倍频因子。在一些实施例中，本地振荡器可以包括整数n锁相环、分数n锁相环或倍频器。在一些实施例中，本地振荡器可以在多个雷达模块中的雷达模块上实现。在一些实施例中，雷达模块可以包括雷达发射机和雷达接收机。
36.在一些实施例中，定时模块可以被配置为向多个雷达模块或处理器发送一个或更多个定时信号。在一些实施例中，一个或更多个定时信号可以包括基于绝对时间基准或本地时间基准生成的共享时钟信号。
37.在一些实施例中，定时模块可以被配置为向多个雷达模块或处理器发送一个或更多个定时信号。在一些实施例中，一个或更多个定时信号可以包括用于处理器或更多个雷达模块中的一个或更多个雷达模块的一个或更多个不同的定时信号。
38.在一些实施例中，多个雷达模块可以被配置为至少部分地基于一个或更多个定时信号来触发第一组雷达信号的发射。
39.在一些实施例中，多个雷达模块中的雷达模块可以包括时间戳生成器，该时间戳生成器被配置为在将多个输入雷达脉冲转发到处理器之前，用相对于一个或更多个定时信号的一个或更多个时间戳来标记分别由雷达模块接收的多个输入雷达脉冲的至少子集。
40.在一些实施例中，处理器可以被配置为使用由定时模块生成的一个或更多个定时信号来(i)为由多个雷达模块接收的多个输入雷达脉冲生成一个或更多个时间戳，以及(ii)按时间顺序对由多个雷达模块接收的多个输入雷达脉冲进行排序。
41.在一些实施例中，处理器可以被配置为使用由时间戳生成器生成的一个或更多个时间戳来按时间顺序对从多个雷达模块接收的多个输入雷达脉冲进行排序。
42.在一些实施例中，定时模块可以被配置为在将一个或更多个不同的定时信号发送到多个雷达模块中的一个或更多个雷达模块之前，为多个雷达模块中的一个或更多个雷达模块修改一个或更多个定时信号。
43.在一些实施例中，多个雷达模块中的雷达模块可以被配置为(i)修改从定时模块接收的一个或更多个定时信号，以及(ii)使用在雷达模块处生成的一个或更多个修改的定时信号来触发多个输出雷达脉冲的发射。
44.在一些实施例中，一个或更多个修改的定时信号可以至少部分地通过(a)将共享
时钟信号的频率乘以一个或更多个倍频因子或者通过(b)实现相对于共享时钟信号的可编程时间延迟来生成。
45.在一些实施例中，处理器可以被配置为通过将多个输入雷达脉冲的子集的具有相对相移或相对频移的一个或更多个复信号求和，来相干地组合由多个雷达模块的子集接收的多个输入雷达脉冲的子集。在一些实施例中，相对相移或相对频移可以是多个雷达模块的相对空间位置或相对空间定向的函数。
46.在一些实施例中，多个雷达模块可以被配置为在将第二组雷达信号转发到处理器之前校准由多个雷达模块接收的第二组雷达信号。
47.在一些实施例中，多个雷达模块可以被配置为(i)将基于估计的校准参数的校正应用于第二组雷达信号，或者(ii)将用于第二组雷达信号的估计的校准参数提供给处理器。在一些实施例中，估计的校准参数部分地从在多个输入雷达脉冲中的两个或更多个输入雷达脉冲之间观察到的相位、增益、延迟或偏置的一个或更多个变化中导出。在一些实施例中，估计的校准参数可以部分地从多个雷达模块的相对空间位置或相对空间定向中导出。
48.在一些实施例中，多个雷达模块可以被配置为使用多个雷达模块可见的已知对象来校准第二组雷达信号，以识别由多个雷达模块接收的第二组雷达信号中的两个或更多个输入雷达脉冲之间的相位差。
49.在一些实施例中，相位信息可以包括在第二组雷达信号中的两个或更多个输入雷达脉冲之间观察到的一个或更多个相位差。在一些实施例中，两个或更多个输入雷达脉冲可以(i)由一个雷达模块内的不同接收天线接收，(ii)由多个雷达模块中的不同雷达模块接收，或者(iii)当交通工具处于不同的空间位置或定向时被接收。
50.在一些实施例中，处理器可以被配置为至少使用(i)相位信息来生成占据栅格。在一些实施例中，处理器还可以被配置为使用(ii)多个雷达模块的相对空间位置或定向来生成占据栅格。在一些实施例中，处理器还可以被配置为使用占据栅格来计算目标的属性。
51.在一些实施例中，多个雷达模块中的雷达模块可以被配置为，部分地使用(i)相位信息和(ii)时间戳信息，(a)从第二组信号中提取原始未处理数据，以及(b)将原始未处理数据提供给处理器用于相干组合。
52.在一些实施例中，处理器可以被配置为至少使用(i)相位信息来计算目标的属性。在一些实施例中，目标的属性可以从由形状、尺寸、位置、定向、到达角、速度、加速度和雷达截面积组成的组中选择。
53.在一些实施例中，第一组雷达信号可以由第一雷达模块发射，第二组雷达信号可以在第二雷达模块处接收。在一些实施例中，第二组雷达信号可以对应于由第一雷达模块发射并从周围环境中的至少一个对象反射的第一组雷达信号的子集。在一些实施例中，第二雷达模块可以被配置为在将第二组雷达信号提供给处理器以与在第三雷达模块接收的附加的第二组雷达信号进行相干组合之前预处理第二组雷达信号。
54.本公开的另一个方面提供了一种非暂时性计算机可读介质，该非暂时性计算机可读介质包含机器可执行代码，该机器可执行代码在被一个或更多个计算机处理器执行时实施以上或本文别处的方法的任一种。
55.本公开的另一个方面提供了一种系统，该系统包括一个或更多个计算机处理器及
与其耦合的计算机存储器。计算机存储器包括机器可执行代码，该机器可执行代码在被一个或更多个计算机处理器执行时实施以上或本文别处的方法的任一种。
56.从以下详述的描述，本公开的另外的方面和优势对本领域技术人员而言将变得明显，详细描述中仅示出和描述了本公开的说明性实施例。如将会意识到的，本公开能够具有其他和不同的实施例，并且其若干细节能够在多种明显的方面进行修改，所有这些都不偏离本公开。相应地，附图和描述被认为是本质上是说明性的而不是限制性的。
57.通过引用并入
58.本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请通过引用并入本文，其程度如同每一个单独的出版物、专利或专利申请被具体和单独地指明通过引用并入。如果通过引用并入的出版物和专利或专利申请与说明书中包含的公开内容相矛盾，则说明书旨在取代和/或优先于任何此类矛盾材料。
59.附图简述
60.本发明的新颖特征在所附权利要求中被具体地阐述。通过参考以下对其中利用本发明的原理阐述了说明性实施例的详细描述和附图(在本文中也称为“图(figure)”和“图(fig.)”)，将获得对本发明的特征和优点的更好理解，在附图中：
61.图1示意性地示出了根据一些实施例的用于处理雷达数据的系统。
62.图2示意性地示出了根据一些实施例的被配置为处理来自多个雷达模块的子集的雷达数据的系统。
63.图3示意性地示出了被编程或以其他方式被配置为实现本文中提供的方法的计算机系统。
64.详细描述
65.尽管本文已经显示和描述了本发明的多种实施例，但对于本领域技术人员应当明显的是，此类实施例仅通过示例的方式提供。在不偏离本发明的情况下，本领域技术人员可以想到许多变化、改变和替换。应当理解，可以采用本文描述的本发明的实施例的各种替代选择。
66.每当术语“至少”、“大于”或“大于或等于”位于一系列的两个或更多个数值中的第一个数值之前时，术语“至少”、“大于”或“大于或等于”适用于该系列数值中的每个数值。例如，大于或等于1、2或3等价于大于或等于1、大于或等于2、或大于或等于3。
67.每当术语“不超过”、“小于”或“小于或等于”位于一系列的两个或更多个数值中的第一个数值之前时，术语“不超过”、“小于”或“小于或等于”适用于该系列的数值中的每个数值。例如，小于或等于3、2或1等价于小于或等于3、小于或等于2、或小于或等于1。
68.在一个方面，本公开提供了一种用于处理雷达数据的系统。该系统可以包括：频率发生器，被配置为生成参考频率信号；定时模块，被配置为生成一个或更多个定时信号；以及与频率发生器和定时模块通信的多个雷达模块。多个雷达模块可以被配置为：(i)接收参考频率信号和一个或更多个定时信号，(ii)至少部分基于(a)参考频率信号和(b)一个或更多个定时信号发射包括多个输出雷达脉冲的第一组雷达信号，以及(iii)接收包括从周围环境中的至少一个对象反射的多个输入雷达脉冲的第二组雷达信号。在一些情况下，该系统还可以包括处理器，该处理器被配置为至少使用(i)与第二组雷达信号相关联的相位信息和(ii)与第二组雷达信号相关联的时间戳信息，通过(a)相干地组合第二组雷达信号、
(b)计算目标的属性、或者(c)生成占据栅格或雷达图像，来聚合和处理分别从多个雷达模块接收的第二组雷达信号。
69.该系统可以被配置与交通工具一起使用。交通工具可以是无人驾驶(self
‑
driving)或自动(autonomous)交通工具。交通工具可以由诸如动物(例如人)的有生命的主体操作。交通工具可以是静止的、移动的或可移动的。该交通工具可以是任何合适的陆地交通工具、空中交通工具或水上交通工具。陆地交通工具可以是电动机交通工具或使用可再生或不可再生能源(例如，太阳能、热能、电能、风能、石油等)的任何其他交通工具，以在地面上移动或紧贴地面移动，例如，离地面1米、2米、3米之内。空中交通工具可以是电动机交通工具或使用可再生或不可再生能源(太阳能、热能、电能、风能、石油等)的任何其他交通工具，以在空中或太空中移动。水上交通工具可以是电动机交通工具或使用可再生或不可再生能源(太阳能、热能、电能、风能、石油等)的任何其他交通工具，以在水上移动或穿过水移动。
70.在一些实施例中，交通工具可以是限于陆地的交通工具并且在陆地上行驶。可替代地或附加地，交通工具能够在水上或水中、地下、空中和/或太空中行驶。交通工具可以是汽车。该交通工具可以是限于陆地的交通工具、船只、飞行器和/或航天器。交通工具可以在面上自由行驶。交通工具可以在两个或更多维度内自由行驶。交通工具可以主要在一条或更多条道路上行驶。在一些情况下，本文所述的交通工具能够在空中或太空中运行。例如，交通工具可以是飞机或直升机。
71.在一些实施例中，交通工具可以是无人操作交通工具，并且可以在不需要人类操作员的情况下操作。在一些实施例中，交通工具上可以没有乘客或操作员。在一些实施例中，交通工具可以包括乘客可以乘坐的空间。在一些实施例中，交通工具可以包括用于货物或对象的空间。在一些实施例中，交通工具可以包括允许交通工具与环境交互(例如，收集样本、移动对象等)的工具。在一些实施例中，交通工具可以包括向周围环境发射对象(例如，光、声音、液体和/或杀虫剂)的工具。
72.在一些实施例中，交通工具可以是自动或半自动交通工具。自动交通工具可以是无人驾驶交通工具。自动交通工具可以有，也可以没有在交通工具上的乘客或操作员。自动交通工具可以有也可以没有乘客可乘坐的空间。自动交通工具可以有也可以没有交通工具装载货物或对象空间。自动交通工具可以具有或不具有允许交通工具与环境交互(例如，收集样本、移动对象)的工具。自动交通工具可以具有或不具有可以被发射以散布到环境中的对象(例如，光、声音、液体、杀虫剂等)。自动交通工具可以在不需要人类操作员的情况下运行。自动交通工具可以是完全自动交通工具和/或部分自动交通工具。
73.在一些实施例中，交通工具可以允许一个或更多个乘客乘坐在上面。交通工具可以包括供一个或更多个乘客乘坐交通工具的空间。交通工具可以具有内部舱室，该舱室具有用于一个或更多个乘客的空间。交通工具可以具有用于交通工具驾驶员的空间。在一些实施例中，交通工具可以能够由人类操作员驾驶。可替代地或附加地，交通工具可以使用自动驾驶系统来操作。
74.在一些实施例中，交通工具可以在手动驾驶模式和自动驾驶模式之间切换，在手动驾驶模式期间，人类驾驶员可以驾驶交通工具，在自动驾驶模式期间，自动控制器可以生成操作交通工具的信号，而不需要人类驾驶员的干预。在一些实施例中，交通工具可以提供
驾驶员辅助，其中驾驶员可以主要手动驾驶交通工具，但是交通工具可以执行某些自动程序或者辅助驾驶员执行某些程序(例如，车道改变、并线、停车、自动制动)。在一些实施例中，交通工具可以具有默认操作模式。例如，手动驾驶模式可以是默认操作模式，或者自动驾驶模式可以是默认操作模式。
75.该系统可以被配置为检测和/或分类周围环境中的一个或更多个目标。检测目标可以包括识别交通工具附近目标的存在。对目标进行分类可以包括确定目标是静止的还是移动的，和/或确定目标是否相对于交通工具位于使目标阻碍或部分阻碍交通工具的运动路径的位置。目标可以是交通工具外部的任何对象。目标可以是生物，也可以是无生命的对象。目标可以是行人、动物、交通工具、建筑物、标志杆、人行道、人行道路缘、栅栏、树或可能阻碍交通工具沿任何给定方向行驶的任何对象。目标可以是静止的、移动的或能够移动的。
76.目标可以位于交通工具的前侧、后侧或横向侧。目标可以位于距离交通工具至少约1米(m)、2m、3m、4m、5m、10m、15m、20m、25m、50m、75m或100m的范围内。目标可以位于地面、水中或空中。目标可以位于交通工具的运动路径上或附近。目标可以相对于交通工具朝向任何方向。目标可以定向为面向交通工具或者定向为以0度到大约360度的角度背向交通工具。在一些情况下，目标可以包括陆地交通工具外部的多个目标。
77.目标可具有可被测量或检测的空间布置或特征。空间布置信息可以包括关于目标相对于陆地交通工具的位置、速度、加速度和/或其他运动学属性的信息。目标的特征可以包括关于目标的尺寸、形状、定向和/或材料属性的信息。材料属性可以包括目标的反射率或雷达截面积。在一些情况下，目标的特征可以包括目标相对于交通工具的到达角的测量值。到达角可以对应于与从目标反射并在交通工具处接收的输入雷达信号相关联的仰角和/或方位角。
78.在一些实施例中，目标可以具有至少0.2米的尺寸，位于陆地交通工具的侧向的方向，并且距离陆地交通工具至少约1米。在一些实施例中，目标可以具有至少0.2米的尺寸，位于陆地交通工具的前向或后向方向，并且距离陆地交通工具至少约1米。
79.周围环境可以是交通工具可以运行的位置和/或环境。周围环境可以是室内或室外空间。周围环境可以是城市、郊区或乡村环境。周围环境可以是高海拔或低海拔环境。周围环境可以包括提供低能见度的环境(夜间时间、强降水、雾、空气中的微粒)。周围环境可以包括交通工具行驶路径上的目标。周围环境可以包括交通工具行驶路径之外的目标。
80.图1示出了用于处理雷达数据的系统100的示例。系统100可以包括频率发生器110、定时模块120和多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2、130
‑
3等、直到第n个雷达模块130
‑
n，其中n可以是大于3的任何整数。在某些情况下，n可以大于或等于4、5、6、7、8、9、10或更多。频率发生器110和定时模块120可以可操作地耦合到多个雷达模块并与多个雷达模块通信。多个雷达模块中的每一个可以被配置为基于由频率发生器生成的参考频率信号和由定时模块生成的共享时钟信号或定时信号中的至少一个来发射第一组信号。在本文描述的任何实施例中，定时信号可以包括共享时钟信号。在一些情况下，定时信号可以对应于(或关联于)共享时钟信号。可替代地，在本文描述的任何实施例中，共享时钟信号和定时信号可以是两个独立或不同的信号。定时信号可以作为单个定时信号提供，或者作为多个定时信号提供。在一些情况下，多个定时信号中的两个或更多个定时信号可以不同。第一组信号可以包括多个输出雷达脉冲105。多个雷达模块中的每一个可以被配置为接收从周围环境中的目标102反
射的第二组信号。第二组信号可以是由多个雷达模块中的每一个发射的第一组信号的子集，并且可以基于与目标102相互作用和/或从目标102反射的第一组信号的子集来生成。第二组信号可以包括多个输入雷达脉冲106。系统100还可以包括处理器140，该处理器140可操作地耦合到多个雷达模块中的每一个并与之通信。多个雷达模块中的每一个可以被配置为向处理器140提供分别由多个雷达模块中的每一个接收的第二组雷达信号和/或多个输入雷达脉冲106。处理器140可以被配置为至少使用(i)与第二组雷达信号相关联的相位信息和(ii)与第二组雷达信号相关联的时间戳信息，通过(a)相干地组合第二组雷达信号，(b)计算目标的属性，或者(c)生成占据栅格或雷达图像,以聚合和处理分别从多个雷达模块接收的第二组雷达信号。在一些情况下，处理器140可以可操作地耦合到频率发生器110和定时模块120并与之通信。在这些情况下，处理器140可以被配置为向频率发生器110和定时模块120提供反馈数据。频率发生器110和定时模块120可以被配置为从处理器140接收反馈数据。反馈数据可以包括部分地由处理器140从多个雷达模块接收的第二组雷达信号导出的一个或更多个信号。频率发生器110和定时模块120可以被配置为使用来自处理器140的反馈数据来调整、校正和/或修改参考频率信号、共享时钟信号和/或多个定时信号中的定时信号。
81.该系统可以包括频率发生器。频率发生器可以被配置为生成参考频率信号。参考频率信号可以是具有参考频率的波信号。波信号可以包括正弦波、方波、三角波、锯齿波或其任意组合。在一些情况下，参考频率可以是预定的参考频率。在其他情况下，当多个雷达模块正在发射和/或接收一个或更多个雷达信号时，可以实时修改或调整参考频率。
82.频率发生器可以包括被配置为生成具有参考频率的参考频率信号的电路。该电路可以包括晶体振荡器、简单封装晶体振荡器、温控晶体振荡器、压控晶体振荡器、频率控制晶体振荡器、恒温晶体振荡器、环形振荡器、电感电容(lc)振荡器或电阻电容(rc)振荡器。
83.频率发生器可以被配置为生成具有预定参考频率的参考频率信号。预定参考频率可以是至少约1赫兹(hz)、10hz、100hz、1千赫兹(khz)、10khz、100khz、1兆赫兹(mhz)、10mhz、100mhz、1千兆赫兹(ghz)、10ghz、100ghz、200ghz、300ghz或更多。预定参考频率可以是在大约1赫兹(hz)和大约300千兆赫兹(ghz)之间的任何频率。在一些情况下，预定参考频率可以是1兆赫兹(mhz)、40mhz或4千兆赫兹(ghz)。预定参考频率可以是比一个或更多个输出雷达脉冲和/或一个或更多个输入雷达脉冲的频率更低的频率。
84.在一些情况下，频率发生器可以被配置为生成具有非预定参考频率的参考频率信号。例如，可以通过基于来自处理器的反馈数据实时调整(例如，增加和/或减少)预定参考频率来生成参考频率。反馈数据可以包括部分地从由多个雷达模块接收的第二组雷达信号中导出的一个或更多个信号。频率发生器可以被配置为使用来自处理器的反馈数据来调整、校正和/或修改参考频率。
85.频率发生器可以与多个雷达模块中的每一个通信。频率发生器可以通过有线连接或无线连接与多个雷达模块通信。有线连接可以是包括同轴电缆、波导或双绞线电缆的传输介质。无线连接可以是使用在频率发生器和/或多个雷达模块中和/或内部构建的连接硬件建立的本地连接。连接硬件可以包括无线电发射机、无线电接收机、天线和/或被配置为允许频率发生器和/或多个雷达模块处理、发送或接收参考频率信号的任何其他硬件。
86.频率发生器可以被配置为向多个雷达模块中的每一个提供和/或分发参考频率信
号。参考频率信号可以通过无线连接、有线连接(例如同轴电缆、波导和/或双绞线电缆)或本文公开的任何其他电或电磁传输介质从频率发生器分发到多个雷达模块中的每一个。多个雷达模块中的每一个都可以使用参考频率信号来生成第一组雷达信号。
87.在一些情况下，频率发生器可以被配置为生成包括一个或更多个参考频率信号的多个参考频率信号。一个或更多个参考频率信号可以相同，也可以不同。频率发生器可以被配置为向多个雷达模块中的每一个提供和/或分发多个参考频率信号中的参考频率信号。在一些情况下，多个参考频率信号可以包括一个或更多个不同的参考频率信号。在这些情况下，频率发生器可以被配置为向多个雷达模块中的每一个提供和/或分发不同的参考频率信号。一个或更多个不同的参考频率信号可以通过有线连接或无线连接从频率发生器分发到多个雷达模块中的每一个。一个或更多个不同的参考频率信号可以由多个雷达模块中的每个雷达模块使用，以生成其相应的第一组雷达信号。
88.该系统可以包括定时模块。定时模块可以被配置为生成以下的至少一个：(a)共享时钟信号或(b)多个定时信号。在本文描述的任何实施例中，多个定时信号可以包括共享时钟信号。在一些情况下，在多个定时信号中的定时信号可以对应于(或关联于)共享时钟信号。可替代地，在本文描述的任何实施例中，共享时钟信号和多个定时信号可以是单独或不同类型的信号。定时模块可以被配置为基于绝对时间基准(例如，gps时间接收机)或本地时间基准(例如，晶体振荡器、简单封装晶体振荡器、温控晶体振荡器、压控晶体振荡器、频率控制晶体振荡器、恒温晶体振荡器、环形振荡器、电感电容(lc)振荡器或电阻电容(rc)振荡器)来生成共享时钟信号和/或多个定时信号。
89.定时模块可以被配置为生成一个或更多个定时信号。在一些实施例中，一个或更多个定时信号可以包括如本文别处所述的共享时钟信号。可替代地，共享时钟信号可以不同于或独立于一个或更多个定时信号。共享时钟信号可以是与处理器和/或多个雷达模块中的一个或更多个雷达模块共享和/或可供处理器和/或多个雷达模块中的一个或更多个雷达模块使用的时钟信号。共享时钟信号可以是以时钟频率在高状态和低状态之间振荡的波信号(例如，方波)。共享时钟信号的时钟频率可以是也可以不是预定的时钟频率。
90.在一些情况下，共享时钟信号可以具有预定的时钟频率。预定时钟频率可以是至少约1赫兹(hz)、10hz、100hz、1千赫兹(khz)、10khz、100khz、1兆赫兹(mhz)、10mhz、100mhz、1千兆赫兹(ghz)、10ghz、100ghz、200ghz、300ghz或更多。预定时钟频率可以是在大约1赫兹(hz)和大约300千兆赫兹(ghz)之间的任何频率。
91.在某些情况下，共享时钟信号的时钟频率可以不是预先确定的。例如，共享时钟信号可以通过基于来自处理器的反馈数据实时调整预定时钟频率来生成。反馈数据可以包括部分地从由多个雷达模块接收的第二组雷达信号中导出的一个或更多个信号。定时模块可以被配置为使用来自处理器的反馈数据来调整、校正和/或修改共享时钟信号的时钟频率。
92.定时模块可以被配置为向多个雷达模块中的一个或更多个雷达模块提供和/或分发共享时钟信号。在一些情况下，多个雷达模块中的每一个都可以使用共享时钟信号来触发和/或启动第一组雷达信号的发射。第一组雷达信号可以在不同的时间和/或以不同的脉冲重复频率发射。脉冲重复频率可以是雷达模块重复发射一个或更多个连续输出雷达脉冲的速率。在其他情况下，共享时钟信号可以用于按时间顺序排序由多个雷达模块中的每个相应的雷达模块接收的多个输入雷达脉冲。按时间顺序排序多个输入雷达脉冲可以包括给
由多个雷达模块中的每一个接收的多个输入雷达脉冲中的每个输入雷达脉冲标记和/或分配一个或更多个时间戳。一个或更多个时间戳可以对应于多个雷达模块中的每一个接收到一个或更多个输入雷达脉冲的时间。一个或更多个时间戳可以部分基于共享时钟信号来生成。
93.定时模块可以被配置为生成包括一个或更多个定时信号的多个定时信号。在一些情况下，多个定时信号可以至少部分地基于共享时钟信号或共享时钟信号的倍数来生成。在其他情况下，多个定时信号可以独立于共享时钟信号来生成。在这些情况下，不需要使用共享时钟信号或共享时钟信号的倍数来生成多个定时信号。多个定时信号可以包括用于多个雷达模块中的两个或更多个雷达模块的两个或更多个定时信号。两个或更多个定时信号可以彼此相同，也可以不相同。
94.由定时模块生成的多个定时信号可以包括一个或更多个不同的定时信号。在这些情况下，多个雷达模块中的不同雷达模块可以接收不相同或不同的定时信号。一个或更多个不同的定时信号可以彼此基本相似，也可以彼此不相似。一个或更多个不同的定时信号可以包括以一个或更多个时钟频率在高状态和低状态之间振荡的一个或更多个波信号(例如，正弦波、方波、三角波或锯齿波)。在一些情况下，一个或更多个时钟频率可以是预定的时钟频率。在其他情况下，当一个或更多个雷达信号正在由多个雷达模块发射和/或接收时，可以实时修改或调整一个或更多个时钟频率。
95.一个或更多个不同的定时信号可以具有一个或更多个预定的时钟频率。一个或更多个预定的时钟频率可以是至少约1赫兹(hz)、10hz、100hz、1千赫兹(khz)、10khz、100khz、1兆赫兹(mhz)、10mhz、100mhz、1千兆赫兹(ghz)、10ghz、100ghz、200ghz、300ghz或更多。一个或更多个预定的时钟频率可以是在大约1赫兹(hz)和大约300千兆赫兹(ghz)之间的任何频率。
96.在一些情况下，多个定时信号中的一个或更多个不同的定时信号可以具有一个或更多个非预定的时钟频率。在这些情况下，定时模块可以被配置为使用来自处理器的反馈数据来实时调整、校正和/或修改一个或更多个不同定时信号的一个或更多个时钟频率。反馈数据可以包括部分地从由多个雷达模块接收的第二组雷达信号中导出的一个或更多个信号。
97.定时模块可以被配置为通过修改为多个雷达模块生成的多个定时信号的至少子集来生成一个或更多个不同的定时信号。在一些情况下，生成一个或更多个不同的定时信号可以包括相对于多个雷达模块中用于另一个雷达模块的另一个定时信号来延迟用于一个雷达模块的定时信号。例如，定时模块可以被配置为生成第一不同定时信号，该第一不同定时信号可以用于触发第一雷达模块发射第一组雷达信号。定时模块还可以被配置为通过相对于第一定时信号实施时间延迟来生成第二不同定时信号。第二不同定时信号可用于触发第二雷达模块发射另一组第一雷达信号。第一雷达模块和第二雷达模块可以被配置为使用第一不同定时信号和第二不同定时信号在不同时间发射它们相应的第一组雷达信号。在一些情况下，可以通过修改多个定时信号中的定时信号的时钟频率来生成一个或更多个不同的定时信号。例如，雷达模块的不同的定时信号可以通过将用于另一雷达模块的另一定时信号的时钟频率乘以倍频因子来生成。在这些情况下，第一雷达模块和第二雷达模块可以被配置为使用第一不同定时信号和第二不同定时信号以不同的脉冲重复频率发射它们
相应的第一组雷达信号。
98.定时模块可以与处理器和多个雷达模块中的每一个通信。定时模块可以通过有线连接或无线连接与处理器和多个雷达模块中的每一个通信。定时模块可以被配置为通过同轴电缆、波导、双绞线电缆、或本文公开的任何其他电或电磁传输介质将多个定时信号发送到处理器和/或多个雷达模块。
99.定时模块可以被配置为向多个雷达模块中的每一个提供包括一个或更多个不同定时信号的多个定时信号。在一些情况下，一个或更多个不同的定时信号可以被多个雷达模块中的每一个用来触发和/或启动第一组雷达信号的发射。第一组雷达信号可以在不同的时间和/或以不同的脉冲重复频率发射。在其他情况下，一个或更多个不同的定时信号可以用于按时间顺序排序由多个雷达模块中的每个相应的雷达模块接收的多个输入雷达脉冲。按时间顺序排序多个输入雷达脉冲可以包括给由多个雷达模块中的每一个接收的多个输入雷达脉冲中的每个输入雷达脉冲标记和/或分配一个或更多个时间戳。一个或更多个时间戳可以对应于多个雷达模块中的每一个接收到一个或更多个输入雷达脉冲的时间。一个或更多个时间戳可以部分地基于多个定时信号中的一个或更多个不同的定时信号来生成。
100.在一些情况下，定时模块可以与一个或更多个附加传感器(诸如全球导航卫星系统(gnss)接收机、全球定位系统(gps)接收机、惯性测量单元(imu)或光检测和测距(lidar)单元)通信。一个或更多个附加传感器可以通过有线连接或无线连接与定时模块通信。在这些情况下，定时模块可以被配置为将共享时钟信号和/或多个定时信号发送到一个或更多个附加传感器。
101.该系统可以包括多个雷达模块。多个雷达模块可以包括雷达模块。雷达模块可以包括雷达发射机和/或雷达接收机。雷达发射机可以包括发射天线。雷达接收机可以包括接收天线。发射天线可以是能够将电信号转换成电磁波并发射电磁波的任何天线(偶极天线、定向天线、贴片天线、扇形天线、八木天线、抛物面天线、栅格天线)。接收天线可以是能够接收电磁波并将射频辐射波转换成电信号的任何天线(偶极天线、定向天线、贴片天线、扇形天线、八木天线、抛物面天线、栅格天线)。在一些情况下，雷达模块可以包括一个或更多个发射天线和/或一个或更多个接收天线。在一些情况下，雷达模块可以具有多个接收rx和/或发射tx通道。雷达模块可用于检测周围环境中的一个或更多个目标。
102.多个雷达模块可以与频率发生器和定时模块通信。多个雷达模块可以通过有线连接或无线连接与频率发生器和定时模块通信。多个雷达模块中的每个雷达模块可以被配置为从频率发生器接收参考频率信号。多个雷达模块中的每个雷达模块还可以被配置为从定时模块接收共享时钟信号或由定时模块生成的多个定时信号中的定时信号中的至少一个。在一些情况下，定时信号可以是如本文别处所述的不同的定时信号。
103.多个雷达模块中的每个雷达模块可以被配置为发射包括多个输出雷达脉冲的第一组雷达信号。多个输出雷达脉冲可以包括雷达脉冲。雷达脉冲可以是由雷达模块在大约1赫兹(hz)到大约300千兆赫兹(ghz)的频率范围内发射的任何电磁波或信号。在一些情况下，多个输出雷达脉冲可以具有24ghz、60ghz或79ghz的频率。
104.多个雷达模块中的每个雷达模块可以被配置为部分地基于由频率发生器生成并从频率发生器接收的参考频率信号来生成第一组雷达信号。例如，每个雷达模块可以被配
置为通过将与参考频率信号相关联的参考频率乘以一个或更多个倍频因子来生成第一组雷达信号。
105.在一些情况下，多个雷达模块中的每一个可以被配置为部分地通过使用本地振荡器来生成每一个雷达模块相应的第一组雷达信号。本地振荡器可以被配置为将参考频率乘以一个或更多个倍频因子。一个或更多个倍频因子可以小于或等于大约1000000、100000、10000、9000、8000、7000、6000、5000、4000、3000、2000、1000、900、800、700、600、500、400、300、200、100、50、40、30、20、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.75、0.67、0.5、0.33、0.25、0.2、0.1、或更少。在一些情况下，一个或更多个倍频因子可以是至少约1.0、1.25、1.5、1.75、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、100000、1000000、或更多。本地振荡器可以是整数n锁相环、分数n锁相环或倍频器。
106.在一些情况下，本地振荡器可以在多个雷达模块的每一个上实现。在这些情况下，本地振荡器可以在与多个雷达模块中的每一个的雷达发射机和/或雷达接收机相同的板上或芯片上实现。在其他情况下，本地振荡器可以位于远离多个雷达模块的位置，并且经由有线连接或无线连接与多个雷达模块通信。本地振荡器可以被配置为作为多个雷达模块的公共本地振荡器来操作。例如，在多个雷达模块中的一个雷达模块上实现的本地振荡器可以被配置为作为多个雷达模块中的另一个雷达模块的本地振荡器来操作。
107.多个雷达模块可以被配置为在发射第一组雷达信号和/或多个输出雷达脉冲之前调制第一组雷达信号和/或多个输出雷达脉冲。调制可以包括部分地通过使用调制信号来改变第一组雷达信号的一个或更多个属性(例如，频率、相位、延迟和/或幅度)。在一些情况下，调制信号可以是参考频率信号、共享时钟信号和/或由定时模块生成的多个定时信号中的定时信号。在其他情况下，调制信号可以是由多个雷达模块中的每一个的本地振荡器(例如，整数n锁相环、分数n锁相环或倍频器)生成的任何信号。本地振荡器可以在或可以不在多个雷达模块的每一个上实现。可以使用一种或更多种调制方案来执行调制。一种或更多种调制方案可以包括幅度调制、双边带调制、单边带调制、残留边带调制、正交幅度调制、角度调制、频率调制、相位调制、换位调制、脉冲幅度调制、小波调制、分形调制、相移键控、频移键控、幅移键控、二进制相移键控、正交相移键控、差分正交相移键控、偏移正交相移键控、最小移位键控、高斯最小移位键控和/或其任意组合。在一些情况下，一种或更多种调制方案可以实现一种或更多种扩频技术，诸如线性调频扩频、直接序列扩频、跳频扩频和/或跳时扩频。在其他情况下，一种或更多种调制方案可以实现一种或更多种复用技术，诸如空分复用、频分复用、时分复用、偏振复用、轨道角动量复用和/或码分复用(例如码分多址(cdma))。
108.多个雷达模块可以被配置为部分基于共享时钟信号或多个定时信号来控制第一组雷达信号的时间和/或传输速率。共享时钟信号和/或多个定时信号可以向多个雷达模块中的每一个指示何时发射其各自的包括多个输出雷达脉冲的第一组雷达信号。共享时钟信号和/或多个定时信号可以向多个雷达模块中的每一个指示发射其相应的包括多个输出雷达脉冲的第一组雷达信号的频率。在一些情况下，多个雷达模块中的每一个可以使用共享时钟信号或多个定时信号中的不同定时信号，以在期望的时间或以期望的脉冲重复频率触发每一个雷达模块相应的第一组雷达信号的发射。在其他情况下，多个雷达模块可以使用
共享时钟信号或多个定时信号中的定时信号来按时间顺序排序由多个雷达模块中的每个相应的雷达模块接收的多个输入雷达脉冲。对多个输出雷达脉冲进行排序可以包括为由多个雷达模块中的每一个接收的多个输入雷达脉冲中的每个输入雷达脉冲分配一个或更多个时间戳。一个或更多个时间戳可以对应于一个或更多个输入雷达脉冲被多个雷达模块中的每一个接收到的时间。一个或更多个时间戳可以部分基于共享时钟信号和/或多个定时信号中的定时信号来生成。
109.在一些情况下，多个雷达模块可以被配置为使用由定时模块生成的共享时钟信号或更多个定时信号来直接触发多个输出雷达脉冲的发射。在其他情况下，多个雷达模块中的每一个可以被配置为(i)修改从定时模块接收的多个定时信号中的一个或更多个定时信号，以及(ii)使用在多个雷达模块中的每一个处生成的多个修改的定时信号来触发多个输出雷达脉冲的发射。可以部分地通过(a)将共享时钟信号的频率乘以一个或更多个倍频因子和/或通过(b)实现相对于共享时钟信号的可编程时间延迟，来生成多个修改的定时信号。一个或更多个倍频因子可以小于或等于大约1000000、100000、10000、9000、8000、7000、6000、5000、4000、3000、2000、1000、900、800、700、600、500、400、300、200、100、50、40、30、20、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.75、0.67、0.5、0.33、0.25、0.2、0.1、或更少。在一些情况下，一个或更多个倍频因子可以是至少约1.0、1.25、1.5、1.75、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、100000、1000000、或更多。可编程时间延迟可以是相对于共享时钟信号和/或由定时模块生成的多个定时信号中的定时信号延迟10秒、9秒、8秒、7秒、6秒、5秒、4秒、3秒、2秒、1秒、0.9秒、0.8秒、0.7秒、0.6秒、0.5秒、0.4秒、0.3秒、0.2秒、0.1秒、0.01秒、1毫秒(ms)、0.1ms、0.01ms、1微秒(μs)、0.1μs、0.01μs、1纳秒(ns)、或更少。在一些情况下，可编程时间延迟可以由多个雷达模块中的每一个通过相对于共享时钟信号和/或由定时模块生成的多个定时信号中的另一个定时信号修改和/或延迟由多个雷达模块中的一个雷达模块接收的定时信号来调整。
110.多个雷达模块中的每个雷达模块可以被配置为接收第二组雷达信号，该第二组雷达信号包括从周围环境反射的多个输入雷达脉冲。多个输入雷达脉冲可以包括雷达脉冲。雷达脉冲可以是由雷达模块在大约1赫兹(hz)到大约300千兆赫兹(ghz)的频率范围内接收的任何电磁波或信号。在一些情况下，第二组雷达信号可以是第一组雷达信号的子集。多个雷达模块中的每个雷达模块可以被配置为接收由发射天线发射并在与周围环境中的外部目标相互作用之后反射回接收天线的多个输出雷达脉冲的子集。在一些实施例中，一个或更多个接收天线可以用于接收由一个或更多个发射天线发射并在与周围环境中的外部目标相互作用之后反射回多个雷达模块中的每个雷达模块的多个输出雷达脉冲的子集。由多个雷达模块接收的第二组雷达信号可以携带关于目标相对于交通工具的距离或范围的信息。关于目标相对于交通工具的距离或范围的信息可以基于一个或更多个输入雷达脉冲的往返时间延迟、或者一个或更多个输入雷达脉冲的相位。往返时间延迟可以提供相对于系统带宽的空间分辨率。
111.在一些情况下，第一组雷达信号可以由第一雷达模块发射，且第二组雷达信号可以在第二雷达模块处被接收。第二雷达模块可以是多个雷达模块中不同于第一雷达模块的另一雷达模块。第二雷达模块可以与第一雷达模块通信和/或可操作地耦合到第一雷达模
块。第二组雷达信号可以与第一组雷达信号相关联。第二组雷达信号可以对应于由第一雷达模块发射并从周围环境反射的第一组雷达信号的子集。
112.在一些情况下，第二雷达模块可以被配置为在将第二组雷达信号提供给处理器以与在第三雷达模块处接收的附加的第二组雷达信号相干组合之前预处理第二组雷达信号。附加的第二组雷达信号可以是在第三雷达模块处接收的不同的第二组雷达信号。第三雷达模块可以不同于第二雷达模块。在一些情况下，预处理第二组雷达信号可以包括调制第二组雷达信号的一个或更多个属性(例如，频率、相位、延迟和/或幅度)。在其他情况下，预处理第二组雷达信号可以包括解调第二组雷达信号。如本文别处所述，解调第二组雷达信号可以包括从第二组雷达信号和/或第二组雷达信号的多个输入雷达脉冲中提取一个或更多个信号(例如，承载信息的电子信号)。
113.一个或更多个输入雷达脉冲的相位可以提供相对于第一和/或第二组雷达信号的载波频率的空间分辨率。在某些情况下，载波频率可以是79ghz。相位信息可以包含模糊性，可以使用在不同空间点接收的两个或更多个输入雷达脉冲之间的相位差来解决该模糊性。例如，可以在不同的发射和/或接收天线处接收两个或更多个输入雷达脉冲。在一些情况下，两个或更多个输入雷达脉冲可以在不同的交通工具位置和/或定向处被接收。
114.在一些情况下，多个雷达模块中的每一个可以被配置为独立地发射、接收和处理第二组雷达信号和/或分别由多个雷达模块中的每一个接收的多个输入雷达脉冲。处理第二组雷达信号和/或多个输入雷达脉冲可以包括解调第二组雷达信号和/或多个输入雷达脉冲。解调可以包括从第二组雷达信号和/或多个输入雷达脉冲中提取一个或更多个信号(例如，承载信息的电子信号)。在某些情况下，可以使用直接转换接收机来执行解调。直接转换接收机可以使用同步检测来解调输入雷达脉冲，该同步检测由本地振荡器驱动，本地振荡器的频率与输入雷达脉冲的频率相同或非常接近。在这些情况下，第二组雷达信号和/或输入雷达脉冲可以被下混频为基带信号。基带信号可以是具有实部和虚部的复基带信号。复基带信号可以包括同相信号和正交相位信号。多个雷达模块可以被配置为将复基带信号发送到处理器，用于信号聚合和/或信号处理。复基带信号可以以模拟形式或数字形式被发送到处理器。复基带信号可以由多个雷达模块和/或处理器以模拟形式或数字形式进行处理。在其他情况下，可以使用超外差接收机来执行解调。超外差接收机可以通过使用混频器将输入雷达脉冲的频率转换成中频来解调输入雷达脉冲。在这些情况下，解调第一组雷达信号可以包括将第二组雷达信号移到中频。可以通过将第二组雷达信号的频率与参考频率或由多个雷达模块中的每一个的本地振荡器生成的信号的频率混频来生成中频。在某些情况下，输入雷达脉冲可以被下混频至非零中频。在这些情况下，多个雷达模块可以被配置为将下混频至非零中频的输入雷达脉冲发送到处理器，以用于信号聚合和/或信号处理。下混频至非零中频的输入雷达脉冲可以以模拟形式或数字形式被发送到处理器。下混频至非零中频的输入雷达脉冲可以以模拟形式或数字形式由多个雷达模块和/或处理器进行处理。
115.在本文公开的任何实施例中，该系统还可以包括处理器，该处理器被配置为聚合和/或处理分别从多个雷达模块接收的第二组雷达信号。处理器可以包括计算机处理器、专用集成电路、图形处理单元或现场可编程门阵列。聚合第二组雷达信号可以包括收集由多个雷达模块的至少子集接收的多个输入雷达脉冲中的一个或更多个。处理第二组雷达信号
可以包括将多个输入雷达脉冲中的两个或更多个相加，基于雷达信号的一个或更多个属性(例如，频率、相位、延迟和/或幅度)相干地组合多个输入雷达脉冲中的两个或更多个，使用从多个输入雷达脉冲中的两个或更多个导出的数据计算周围环境中目标的一个或更多个属性或特征，和/或生成占据栅格。
116.处理器可以被配置为通过相干组合多个输入雷达脉冲的至少子集来处理从多个雷达模块接收的第二组雷达信号。相干组合多个输入雷达脉冲的至少子集可以包括至少使用(i)与第二组雷达信号相关联的相位信息(例如相位差)和/或(ii)与第二组雷达信号相关联的时间戳信息将两个或更多个输入雷达脉冲相加在一起。相位信息可以包括在第二组雷达信号中的两个或更多个输入雷达脉冲之间观察到的一个或更多个相位差。在本文描述的任何实施例中，用于确定相位差的两个或更多个输入雷达脉冲可以对应于两个或更多个输入雷达脉冲，所述两个或更多个输入雷达脉冲(i)由一个雷达模块内的不同接收天线接收，(ii)由多个雷达模块中的不同雷达模块接收，和/或(iii)当交通工具处于不同的空间位置或定向时被接收。例如，两个或更多个输入雷达脉冲可以被交通工具一侧的第一雷达模块和交通工具另一侧的第二雷达模块接收。可替代地，两个或更多个输入雷达脉冲可以包括当交通工具处于第一空间位置和/或第一定向时由第一雷达模块接收的第一输入雷达脉冲，以及当交通工具处于第二空间位置和/或第二定向时由第一雷达模块接收的第二输入雷达脉冲。时间戳信息可以包括关于多个输入雷达脉冲中的一个或更多个输入雷达脉冲何时被多个雷达模块中的每个雷达模块接收的信息。在一些情况下，时间戳信息可以包括关于多个输出雷达脉冲中的一个或更多个输出雷达脉冲何时被多个雷达模块中的每个雷达模块发射的信息。时间戳信息可以由处理器生成。
117.处理器可以被配置为相干组合由多个雷达模块的子集接收的多个输入雷达脉冲的子集。相干组合多个输入雷达脉冲的子集可以包括对从多个输入雷达脉冲的子集导出的两个或更多个复基带信号求和。在两个或更多个复基带信号被相干组合之前，两个或更多个复基带信号中的至少一个可以用相对相移或相对频移来调制。相对相移可以是由多个雷达模块的子集接收的多个输入雷达脉冲的子集中的两个或更多个输入雷达脉冲之间的相位差的测量值。在一些情况下，相对相移可以是对由发射天线发射的第一组雷达信号和由接收天线接收的第二组雷达信号之间的相位差的测量值。相对频移可以是对由多个雷达模块的子集接收的多个输入雷达脉冲的子集中的两个或更多个输入雷达脉冲之间的频率差的测量值。
118.相对相移和/或相对频移可以是多个雷达模块的一个或更多个相对空间位置和/或多个雷达模块的一个或更多个相对空间定向的函数。例如，在一些情况下，相对相移和/或相对频移可以是多个雷达模块中的两个或更多个之间的一个或更多个相对固定距离的函数。一个或更多个相对固定距离可以为在任何方向上的至少约1毫米(mm)、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、10厘米(cm)、100cm或1米。一个或更多个相对固定距离可以具有基于预定义阈值的容差。预定义阈值可以与输出雷达脉冲或输入雷达脉冲的波长的百分比相关联，或者与输出雷达脉冲或输入雷达脉冲的几分之一个波长的百分比相关联。在其他情况下，相对相移和/或相对频移可以是多个雷达模块中的一个雷达模块的第一对准方向和多个雷达模块中的另一个雷达模块的第二对准方向之间的角度的函数。第一对准方向和第二对准方向之间的角度可以在xy平面、xz平面和/或yz平面中从大约0度到大约360度
的范围内。第一对准方向和第二对准方向之间的角度可以是至少约0度、10度、20度、30度、40度、45度、50度、60度、70度、80度、90度、100度、110度、120度、130度、135度、140度、150度、160度、170度、180度、190度、200度、210度、220度、225度、230度、240度、250度、260度、270度、280度、290度、300度、310度、315度、320度、330度、340度、350度、360度、或0度到360度之间的任何值。在一些情况下，多个雷达模块的相对空间位置和/或相对空间定向可以是先验已知的。在其他情况下，多个雷达模块的相对空间位置和/或相对空间定向可以通过在线外部校准算法来估计。
119.如上所述，在一些情况下，第一组雷达信号可以由第一雷达模块发射，并且与第一组雷达信号相关联的第二组雷达信号可以在第二雷达模块处被接收。第二雷达模块可以是多个雷达模块中不同于第一雷达模块的另一雷达模块。第二组雷达信号可以对应于由第一雷达模块发射并从周围环境反射的第一组雷达信号的子集。第二雷达模块可以被配置为在将第二组雷达信号提供给处理器以与在第三雷达模块处接收的一个或更多个雷达信号相干组合之前预处理第二组雷达信号。第三雷达模块可以不同于第二雷达模块。第三雷达模块可以不同于第一雷达模块。处理器可以被配置为将(i)预处理的第二组雷达信号与(ii)由多个雷达模块或其子集接收的一个或更多个不同的雷达信号相干组合。
120.处理器可以被配置为使用从两个或更多个雷达信号导出的数据来计算周围环境中的目标的一个或更多个属性或特征。目标的属性或特征可以包括目标相对于交通工具的形状、尺寸、雷达截面积、到达角、位置、定向、速度和/或加速度。两个或更多个雷达信号可以包括由多个雷达模块接收的多个输入雷达脉冲的子集。可以通过对由多个雷达模块接收的多个输入雷达脉冲的子集应用相移或频移来导出两个或更多个雷达信号。
121.处理器可以被配置为使用原始数据来计算交通工具附近的一个或更多个目标的到达角。原始数据可以包括与多个输入雷达脉冲中的一个或更多个输入雷达脉冲相关联的未处理数据。原始数据可以包括未被解调、校准或校正以解决相位、增益、延迟和/或偏置的变化和/或误差的数据。可以部分地基于到达角与在多个雷达模块的两个接收天线之间测量的相位差之间的关系来计算到达角。该关系可以由下式给出：
[0122][0123]
其中θ是到达角，l是两个接收天线之间的距离，λ是与由雷达模块发射和/或接收的雷达脉冲相关联的波长，而δφ是在两个接收天线之间测量的相位差。
[0124]
处理器可以被配置为使用原始数据来计算交通工具附近的一个或更多个目标的速度。速度可以部分地基于速度与由雷达模块的接收天线接收的两个输入雷达脉冲之间测量的相位差之间的关系来计算。该关系可以由下式给出：
[0125][0126]
其中v是速度，λ是与由雷达模块接收的雷达脉冲相关联的波长，δφ是在由雷达模块的接收天线接收的两个输入雷达脉冲之间测量的相位差，t
c
是由雷达模块的接收天线接收的连续输入雷达脉冲之间的时间。
[0127]
在一些情况下，处理器可以被配置为在计算目标的属性或特征之前修改多个输入
雷达脉冲中的一个或更多个。例如，处理器可以被配置为在计算目标的到达角或速度之前，(i)通过应用相移或频移来修改一个或更多个输入雷达脉冲，和/或(ii)相干地组合两个或更多个输入雷达脉冲。
[0128]
在一些情况下，处理器和/或多个雷达模块中的每一个可以被配置为至少使用相位信息来生成占据栅格。占据栅格可以是雷达系统所运行的周围环境的视觉表示。占据栅格可以表示相对于交通工具的位置和/或定向在空间中的何处检测到一个或更多个对象。占据栅格可以表示在周围环境中和交通工具附近有一个或更多个对象的存在。占据栅格可以显示一个或更多个对象相对于交通工具的位置和/或定向的位置和/或定向。交通工具可以是静止的或运动的。在一些情况下，占据栅格可以基于交通工具穿过周围环境的移动来生成和/或更新。
[0129]
在一些情况下，处理器和/或多个雷达模块中的每一个可以进一步被配置为使用多个雷达模块的相对空间位置和/或相对空间定向来生成占据栅格。多个雷达模块的相对空间位置可以包括多个雷达模块中的两个或更多个之间的一个或更多个相对固定距离。一个或更多个相对固定距离可以是在任何方向上的至少大约1毫米(mm)、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、10厘米(cm)、100cm或1米。一个或更多个相对固定距离可以具有基于预定义阈值的容差。预定义阈值可以与输出雷达脉冲或输入雷达脉冲的波长的百分比相关联，或者与输出雷达脉冲或输入雷达脉冲的几分之一个波长的百分比相关联。多个雷达模块的相对空间定向可以包括用于多个雷达模块中的一个雷达模块的第一对准方向和用于多个雷达模块中的另一个雷达模块的第二对准方向之间的角度。第一对准方向和第二对准方向之间的角度可以在xy平面、xz平面和/或yz平面中从大约0度到大约360度的范围内。第一对准方向和第二对准方向之间的角度可以是至少约0度、10度、20度、30度、40度、45度、50度、60度、70度、80度、90度、100度、110度、120度、130度、135度、140度、150度、160度、170度、180度、190度、200度、210度、220度、225度、230度、240度、250度、260度、270度、280度、290度、300度、310度、315度、320度、330度、340度、350度、360度、或0度到360度之间的任何值。
[0130]
在一些情况下，处理器和/或多个雷达模块中的每一个可以被配置为使用与第二组雷达信号和/或多个输入雷达脉冲相关联的往返延迟信息来生成一个或更多个占据栅格。在这些情况下，处理器和/或多个雷达模块中的每一个可以被配置为在生成一个或更多个占据栅格之后保存与第二组雷达信号和/或多个输入雷达脉冲相关联的相位信息。处理器和/或多个雷达模块中的每一个可以被配置为，使用(i)多个雷达模块的相对空间位置和/或相对空间定向以及(ii)由多个雷达模块中的每一个接收的两个或更多个输入雷达脉冲之间的一个或更多个相位差，将由多个雷达模块中的每一个生成的一个或更多个占据栅格组合成全局占据栅格。
[0131]
在一些情况下，处理器可以被配置为从多个雷达模块接收原始未处理数据。在这些情况下，多个雷达模块可以被配置为(a)从第二组信号和/或多个输入雷达脉冲中提取原始未处理数据，以及(b)向处理器提供与第二组雷达信号和/或多个输入雷达脉冲相关联的原始未处理数据，而不生成任何占据栅格。在这些情况下，处理器可以被配置为组合从多个雷达模块接收的原始未处理数据，并且随后基于与第二组雷达信号和/或多个输入雷达脉冲相关联的原始未处理数据生成一个或更多个占据栅格。处理器可以被配置为部分基于与
第二组雷达信号和/或多个输入雷达脉冲相关联的相位信息和/或时间戳信息来组合原始未处理数据。
[0132]
在一些情况下，处理器可以被配置为使用感知算法来确定交通工具附近的目标的一个或更多个特征或属性。感知算法可以是被配置为(i)处理从多个输入雷达脉冲的子集导出的一个或更多个复基带信号和/或(ii)组合从多个输入雷达脉冲的子集导出的两个或更多个复基带信号的算法。感知算法可以被配置为计算在周围环境中的目标的一个或更多个特征(例如，尺寸、形状、位置、定向、到达角、或材料属性(诸如反射率或雷达截面积))或一个或更多个运动学属性(例如，速度或加速度)。
[0133]
感知算法可以被配置为通过分析和/或解释由处理器生成的雷达图像来计算和/或导出目标的一个或更多个特征或一个或更多个运动学属性。雷达图像可以由处理器部分地通过聚合和/或处理由多个雷达模块的至少子集接收的第二组雷达信号的至少子集来生成。雷达图像可以是占据栅格和/或局部地图。局部地图可以是周围环境的视觉表示，在周围环境中交通工具可以被操作。局部地图可以包括当交通工具移动通过周围环境时该交通工具的位置、定向、姿态和/或运动学属性相关的数据。局部地图还可以包括与周围环境中一个或更多个目标的位置、定向、姿态和/或运动学属性相关的数据。局部地图可以可视地表示交通工具相对于周围环境中一个或更多个目标的位置和/或运动的位置、定向和/或运动。
[0134]
感知算法可以被配置为使用由处理器计算和/或生成的输出信息(例如，占据栅格和/或目标的属性(诸如目标的速度或到达角))来计算目标的高阶属性。例如，感知算法可以被配置为使用占据栅格和目标的速度和/或目标的到达角，来计算目标的形状、尺寸、材料属性(例如，反射率)、和/或雷达截面积。在一些情况下，感知算法可以被配置为使用占据栅格/或目标的一个或更多个属性或特征来生成关于如何校正和/或调整交通工具通过周围环境时的运动路径的一个或更多个决策，以避开可能阻碍或部分阻碍交通工具运动路径的目标。
[0135]
感知算法可以被配置为对系统检测到的一个或更多个目标进行分类。例如，感知算法可以被配置为确定一个或更多个目标是移动的还是静止的。可替代地，感知算法可以被配置为确定一个或更多个目标是否阻碍或部分阻碍行驶通过周围环境的交通工具的运动路径。
[0136]
感知算法可以被配置为跟踪目标的一个或更多个特征(例如，尺寸、形状、位置、定向、到达角、或材料属性(诸如反射率或雷达截面积))和/或一个或更多个运动学属性(例如，速度或加速度)。跟踪目标的一个或更多个特征和/或一个或更多个运动学属性可以包括测量一个或更多个特征和/或一个或更多个运动学属性在预定时间段内的变化。在一些情况下，感知算法可以被配置为当交通工具移动通过周围环境时跟踪交通工具附近的一个或更多个目标的位置和/或移动。
[0137]
感知算法可以被配置为细化先前由处理器计算的目标的特征或属性(例如，目标的速度和/或到达角)的测量结果和/或估计结果。细化目标的特征或属性的测量结果或估计结果可以包括基于由多个雷达模块接收的多个输入雷达脉冲中的一个或更多个来更新测量结果或估计结果。在一些情况下，细化目标的特征或属性的测量结果或估计结果可以包括基于反馈数据来更新测量结果或估计结果。反馈数据可以包括一个或更多个信号，这
些信号部分地自处理器从多个雷达模块接收的第二组雷达信号中导出。
[0138]
在一些情况下，处理器可以被配置为通过使用与第一组雷达信号和/或第二组雷达信号相关联的时间戳信息相干组合第二组雷达信号，来处理分别从多个雷达模块接收的第二组雷达信号。时间戳信息可以包括关于多个输入雷达脉冲中的一个或更多个输入雷达脉冲何时被多个雷达模块中的每个雷达模块接收的信息。在一些情况下，时间戳信息可以包括关于多个输出雷达脉冲中的一个或更多个输出雷达脉冲何时由多个雷达模块中的每个雷达模块发射的信息。时间戳信息可以由处理器或时间戳生成器生成。
[0139]
在一些情况下，多个雷达模块可以被配置为将多个输入雷达脉冲转发到处理器以用于信号聚合(例如，多个输入雷达脉冲的聚合和/或由多个雷达模块中的每一个接收的第二组雷达信号的聚合)。在这些情况下，处理器可以被配置为使用由定时模块生成的共享时钟信号为由多个雷达模块中的每一个接收的多个输入雷达脉冲生成时间戳。由处理器生成的时间戳可以相对于共享时钟信号的一个或更多个节拍(tick)来生成。在一些情况下，处理器可以被配置为使用由处理器生成的时间戳来按时间顺序对由多个雷达模块中的每一个接收的多个输入雷达脉冲进行排序。
[0140]
在其他情况下，多个雷达模块中的每一个可以包括时间戳生成器。时间戳生成器可以被配置为用相对于共享时钟信号的时间戳或者与多个雷达模块中的每一个相关联的定时信号来标记多个雷达模块中的每一个分别接收的多个输入雷达脉冲的至少子集。在一些情况下，时间戳生成器可以被配置为在多个雷达模块将多个输入雷达脉冲转发到处理器用于信号聚合之前，对分别由多个雷达模块中的每一个接收的多个输入雷达脉冲的至少子集进行时间戳标记。在这些情况下，处理器可以被配置为使用由时间戳生成器生成的时间戳来按时间顺序对由多个雷达模块中的每一个接收的多个输入雷达脉冲进行排序。
[0141]
在一些情况下，多个雷达模块可以被配置为将多个输入雷达脉冲转发到处理器以用于信号聚合(例如，多个输入雷达脉冲的聚合和/或由多个雷达模块中的每一个接收的第二组雷达信号的聚合)。在一些情况下，多个雷达模块可以被配置为在将第二组雷达信号转发到处理器之前，校准由多个雷达模块中的每一个接收的第二组雷达信号。
[0142]
在一些情况下，多个雷达模块可以被配置为基于估计的校准参数对第二组雷达信号应用校正。可替代地，多个雷达模块可以被配置为向处理器提供第二组雷达信号的估计的校准参数，而不对第二组雷达信号进行任何校正。在这些情况下，处理器可以被配置为使用从多个雷达模块接收的估计的校准参数来修改和/或校正第二组雷达信号。估计的校准参数可以部分地从在多个输入雷达脉冲中的两个或更多个输入雷达脉冲之间观察到的相位、增益、延迟、频率和/或偏置的一个或更多个变化中导出。在一些情况下，估计的校准参数可以部分地基于多个雷达模块的相对空间位置或相对空间定向来导出。
[0143]
在一些情况下，多个雷达模块可以被配置为使用多个雷达模块中的每一个都可见的已知对象来校准第二组雷达信号，以便识别由多个雷达模块中的每一个接收的第二组雷达信号中的两个或更多个输入雷达脉冲之间的相位、增益、延迟、频率或偏置差。每个雷达模块可以使用校准过程。校准过程可以包括工厂校准、实验室校准和/或在线(例如，实时)校准算法。用于多个雷达模块中的一个雷达模块的校准过程可以与或可以不与用于多个雷达模块中的另一个雷达模块的校准过程基本相似。用于多个雷达模块中的一个雷达模块的校准过程可以与或可以不与用于多个雷达模块中的另一个雷达模块的校准过程不同。
[0144]
图2示出了被配置为处理来自多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3的子集的雷达数据的系统。多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3可以安装到交通工具104的任何一侧，或者安装到交通工具104的一个或更多个侧(例如，交通工具的前侧、后侧、横向侧、顶侧或底侧)。交通工具的前侧可以是面向交通工具大致行驶方向的一侧，而后侧(或背侧)可以是不面向交通工具大致行驶方向的一侧。后侧可以与交通工具的前侧相对。交通工具的前侧可以指向交通工具的前进行驶方向。交通工具的后侧可以指向交通工具的向后行驶方向(例如倒车)。横向侧可以包括交通工具的左侧和/或右侧。交通工具可以被配置为或可以不被配置为正交于交通工具的横向侧移动和/或平移。在一些情况下，多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3可以被安装在交通工具104的两个相邻侧之间。多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3可以被定向为检测交通工具104前方、交通工具后方、交通工具横向侧、交通工具上方、交通工具下方或交通工具附近的一个或更多个目标102。在一些情况下，多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3中的每一个可以被配置为安装在交通工具104的相同侧或不同侧。例如，一个或更多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3可以被安装在交通工具104的顶部、底部、前侧、后侧或横向侧。在一些情况下，多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3中的每一个可以被配置为以相同或不同的定向安装。例如，一个或更多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3可以被定向为检测交通工具104前方、交通工具104后方、交通工具104侧面、交通工具104上方和/或交通工具104下方的一个或更多个目标102。
[0145]
如图2所示，多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3可以被配置为部分地基于参考频率信号、和共享时钟信号或更多个定时信号中的定时信号中的至少一个，来发射包括多个输出雷达脉冲105
‑
1、105
‑
2和105
‑
3的第一组雷达信号。参考频率信号可以由频率发生器110生成，频率发生器110可操作地耦合到多个雷达模块中的每一个并与之通信。共享时钟信号和多个定时信号中的定时信号可以由定时模块120生成，定时模块120可操作地耦合到多个雷达模块中的每一个并与之通信。多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3可以被配置为接收包括多个输入雷达脉冲106
‑
1、106
‑
2和106
‑
3的第二组雷达信号。多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3可以可操作地耦合到处理器140并与之通信。多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3可以被配置为向处理器140提供第二组雷达信号和/或由多个雷达模块中的每一个分别接收的多个输入雷达脉冲106
‑
1、106
‑
2和106
‑
3。处理器140可以被配置为至少使用(i)与第二组雷达信号相关联的相位信息和(ii)与第二组雷达信号相关联的时间戳信息，通过(a)相干地组合第二组雷达信号，(b)计算目标的属性，或者(c)生成占据栅格或雷达图像，来聚合和/或处理分别从多个雷达模块接收的第二组雷达信号。在一些情况下，处理器140可以被配置为通过将多个输入雷达脉冲的子集106
‑
1和106
‑
2的具有相对相移或相对频移的一个或更多个复信号求和，来相干组合由多个雷达模块的子集130
‑
1和130
‑
2接收的多个输入雷达脉冲的子集106
‑
1和106
‑
2。在一些情况下，多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3可以被配置为使用对多个雷达模块中的一个或更多个可见的对象(例如，目标102)来校准第二组雷达信号，以便识别由多个雷达模块130
‑
1、130
‑
2和130
‑
3中的每一个接收的两个或更多个输入雷达脉冲106
‑
1、106
‑
2和106
‑
3之间的相位差。在一些情况下，处理器140可以可操作地耦合到频率发生器110和定时模块120并与频率发生器110和定时模块120通信。在这些情况下，处理器140可以被配置为向频率发生器110和定时模块120提供反馈数据。频率发生器110和定时模块120可以被配置为从处理器140接收反馈数据。反馈数据可以包括部分地
从处理器140自多个雷达模块接收的第二组雷达信号中导出的一个或更多个信号。频率发生器110和定时模块120可以被配置为使用来自处理器140的反馈数据来调整、校正和/或修改参考频率信号、共享时钟信号、和/或多个定时信号中的定时信号。
[0146]
本公开的另一不同方面提供了一种用于处理雷达数据的方法。该方法可以包括提供雷达系统，该雷达系统包括频率发生器、定时模块以及与频率发生器和定时模块通信的多个雷达模块。频率发生器可以被配置为生成具有参考频率的参考频率信号。定时模块可以被配置为生成一个或更多个定时信号。该方法还可以包括在多个雷达模块处接收参考频率信号和一个或更多个定时信号。该方法还可以包括至少部分地基于(a)参考频率信号和(b)一个或更多个定时信号，使用多个雷达模块发射包括多个输出雷达脉冲的第一组雷达信号。该方法还可以包括在多个雷达模块处接收第二组雷达信号，该第二组雷达信号包括从周围环境中的至少一个对象反射的多个输入雷达脉冲。在一些情况下，该方法可以进一步包括使用处理器，该处理器使用至少(i)与第二组雷达信号相关联的相位信息和(ii)与第二组雷达信号相关联的时间戳信息，通过(a)相干地组合第二组雷达信号，(b)计算目标的属性，或者(c)生成占据栅格或雷达图像，来聚合和/或处理分别从多个雷达模块接收的第二组雷达信号。
[0147]
计算机系统
[0148]
本公开的另一方面提供了计算机系统，该计算机系统被编程或以其他方式配置以实现本公开的方法。图3示出了计算机系统301，该计算机系统301被编程或以其他方式配置以实现处理雷达数据的方法。计算机系统301可以被配置为使用频率发生器生成具有参考频率的参考频率信号；使用定时模块生成一个或更多个定时信号；向多个雷达模块提供参考频率信号和一个或更多个定时信号；使用多个雷达模块至少部分地基于(a)参考频率信号和(b)一个或更多个定时信号，发射包括多个输出雷达脉冲的第一组雷达信号；以及在多个雷达模块处接收第二组雷达信号，该第二组雷达信号包括从周围环境中的至少一个对象反射的多个输入雷达脉冲。在一些情况下，计算机系统301可以被配置为至少使用(i)与第二组雷达信号相关联的相位信息和(ii)与第二组雷达信号相关联的时间戳信息，通过(a)相干地组合第二组雷达信号，(b)计算目标的属性，或者(c)生成占据栅格或雷达图像，来聚合和/或处理分别从多个雷达模块接收的第二组雷达信号。计算机系统301可以是用户的电子设备或相对于该电子设备位于远程的计算机系统。电子设备可以是移动电子设备。
[0149]
计算机系统301可以包括中央处理单元(cpu，在本文中也被称为“处理器”和“计算机处理器”)305，该中央处理单元305可以是单核或多核处理器、或用于并行处理的多个处理器。计算机系统301还包括存储器或存储器位置310(例如，随机存取存储器、只读存储器、闪存)、电子存储单元315(例如，硬盘)、用于与一个或更多个其他系统进行通信的通信接口320(例如，网络适配器)、和诸如高速缓存、其他存储器、数据存储装置和/或电子显示适配器的外围设备325。存储器310、存储单元315、接口320和外围设备325通过诸如主板(motherboard)的通信总线(实线)与cpu 305通信。存储单元315可以是用于存储数据的数据存储单元(或数据储存库)。计算机系统301借助于通信接口320可以可操作地耦合至计算机网络(“网络”)330。网络330可以是因特网(internet)、互联网(internet)和/或外联网、或与因特网通信的内联网和/或外联网。在一些情况下，网络330为电信和/或数据网络。网络330可以包括一个或更多个计算机服务器，这可以支持分布式计算，诸如云计算。在一些
情况下，借助于计算机系统301，网络330可以实现对等网络(peer
‑
to
‑
peer network)，其可以使耦合至计算机系统301的设备能够作为客户端或服务器运行。
[0150]
cpu 305可以执行一系列的机器可读指令，该机器可读指令可以以程序或软件来体现。指令可以被存储于存储器位置，诸如存储器310中。指令可以被导向cpu 305，其可以随后编程或以其他方式配置cpu 305，以实现本公开的方法。由cpu 305进行的操作的实例可以包括读取、解码、执行和写回。
[0151]
cpu 305可以是电路(诸如集成电路)的一部分。系统301的一个或更多个其他部件可以被包含在该电路中。在一些情况下，电路为专用集成电路(asic)。
[0152]
存储单元315可以存储文件，诸如驱动程序、库和保存的程序。存储单元315可以存储用户数据，例如，用户偏好和用户程序。在一些情况下，计算机系统301可以包括一个或更多个另外的数据存储单元，该数据存储单元在计算机系统301的外部，诸如位于通过内联网或因特网而与计算机系统301通信的远程服务器上。
[0153]
计算机系统301可以与一个或更多个远程计算机系统通过网络330进行通信。例如，计算机系统301可以与用户(例如，终端用户、消费者、驾驶员、交通工具操作员等)的远程计算机系统通信。远程计算机系统的示例包括个人计算机(例如便携式pc)、板型或平板pc(例如ipad、galaxy tab)、电话、智能电话(例如iphone、支持android的设备、)、或个人数字助理。用户可以经由网络330访问计算机系统301。
[0154]
如本文描述的方法可以通过机器(例如，计算机处理器)可执行代码的方式实现，该机器可执行代码被存储在计算机系统301的电子存储位置，(例如存储器310或电子存储单元315)上。机器可执行代码或机器可读代码可以以软件的形式提供。在使用期间，代码可以由处理器305执行。在一些情况下，代码可以从存储单元315检索并存储在存储器310上，以用于由处理器305迅速访问。在一些情况下，可以排除电子存储单元315，而将机器可执行指令存储于存储器310中。
[0155]
代码可以被预编译并配置为用于与具有适用于执行该代码的处理器的机器一起使用，或者可以在运行时间期间被编译。代码可以以编程语言的形式提供，该编程语言可被选择以便使得代码能够以预编译的或按编译原样(as
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compiled)的方式被执行。
[0156]
本文所提供的系统和方法的多个方面(诸如计算机系统301)可以以编程来体现。技术的各个方面可以被认为是通常呈在一种机器可读介质中承载或体现的机器(或处理器)可执行代码和/或相关数据的形式的“产品”或“制品(articles of manufacture)”。机器可执行代码可以被存储于电子存储单元诸如存储器(例如，只读存储器、随机存取存储器、闪速存储器)或硬盘上。“存储”型介质可以包括计算机、处理器等的任何或所有有形存储器，或其相关模块，诸如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等，其可以在任何时间为软件编程提供非暂时性存储。该软件的所有或部分有时可以通过因特网或更多种其他电信网络进行通信。例如，此类通信可以使得将软件从一个计算机或处理器加载到另一个计算机或处理器，例如，从管理服务器或主机加载到应用服务器的计算机平台。因此，能够承载软件元件的另一类型的介质包括诸如穿过本地设备之间的物理接口、通过有线和光纤陆线网络以及在各种空中链路上使用的光波、电波和电磁波。携带此类波的物理元件，诸如有线或无线链路、光链路等，也可以被认为是携带软件的介质。如本文使用的，除非被限制
为非暂时性的、有形的“储存”介质，否则术语诸如计算机或机器“可读介质”指参与将指令提供至处理器用于执行的任何介质。
[0157]
因此，机器可读介质(诸如计算机可执行代码)可以采取多种形式，包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质包括(例如光盘或磁盘(诸如在任何计算机等中的任何存储设备))诸如可用于实现如附图中示出的数据库等。易失性存储介质包括动态存储器，诸如此类计算机平台的主存储器。有形的传输介质包括同轴电缆；铜线和光纤，包括构成计算机系统内的总线的导线。载波传输介质可以采取电信号或电磁信号或者声波或光波的形式，诸如在射频(rf)和红外(ir)数据通信期间生成的那些。因此，计算机可读介质的常见形式包括，例如：软盘(floppy disk)、软性磁盘(flexible disk)、硬盘、磁带、任何其他磁介质、cd
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rom、dvd或dvd
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rom、任何其他光学介质、穿孔卡片纸带、具有打孔模式的任何其他物理存储介质、ram、rom、prom和eprom、flash
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eprom、任何其他存储器芯片或盒、传输数据或指令的载波、传输此类载波的缆线或链路，或者计算机可以从其读取编程代码和/或数据的任何其他介质。这些计算机可读介质的形式中的许多形式可以参与向处理器传送一个或更多个指令的一个或更多个序列以用于执行。
[0158]
计算机系统301可以包括电子显示器335或者与电子显示器335通信，电子显示器335包括用户界面(ui)340，该用户界面(ui)340用于提供例如用于监控由雷达系统检测到的一个或更多个对象、障碍物和/或目标的门户(portal)。在一些情况下，门户可用于呈现、查看、监控和/或操纵由处理器和/或多个雷达模块生成的一个或更多个占据栅格地图。门户可以通过应用编程接口(api)来提供。用户或实体也可以通过ui与门户中的各种元素进行交互。ui的示例包括但不限于图形用户界面(gui)和基于网络的用户界面。
[0159]
本公开的方法和系统可以通过一个或更多个算法来实现。算法可以在由中央处理器305执行后通过软件来实现。该算法可以被配置为使用频率发生器生成具有参考频率的参考频率信号；使用定时模块生成一个或更多个定时信号；向多个雷达模块提供参考频率信号和一个或更多个定时信号；至少部分基于(a)参考频率信号和(b)一个或更多个定时信号，使用多个雷达模块发射包括多个输出雷达脉冲的第一组雷达信号；以及在多个雷达模块处接收第二组雷达信号，该第二组雷达信号包括从周围环境中的至少一个对象反射的多个输入雷达脉冲。在一些情况下，该算法可以被配置为至少使用(i)与第二组雷达信号相关联的相位信息和(ii)与第二组雷达信号相关联的时间戳信息，通过(a)相干地组合第二组雷达信号、(b)计算目标的属性、或者(c)生成占据栅格或雷达图像，来聚合和/或处理分别从多个雷达模块接收的第二组雷达信号。
[0160]
虽然本文已经显示和描述了本发明的优选实施例，但对于本领域技术人员将明显的是，此类实施例仅通过示例的方式被提供。并非意图将本发明限制于本说明书中提供的具体实例。虽然已参考以上提及的说明书描述了本发明，但本文实施例的描述和说明并不意图以限制性的意义来解释。本领域技术人员现在将想到许多变化、改变和替换，而不偏离本发明。此外，应当理解，本发明的所有方面并不限于本文阐述的取决于多种条件和变量的具体描写、配置或相对比例。应当理解，在实践本发明时可以采用本文描述的本发明的实施例的各种替代选择。因此可以预期，本发明还应涵盖任何此类的替代选择、修改、变化或等同物。随附权利要求旨在界定本发明的范围，并且从而涵盖在这些权利要求范围内的方法和结构及其等同物。