基于对象检测来行动的技术

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2018年9月18日提交的美国临时专利申请62/732，923的权益，该申请出于所有目的通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及对象检测。

背景技术

需要使诸如智能手机、可穿戴设备、头戴式显示器、载具或其他设备能够将其自身定位在限定区域内(无论是室内还是室外，诸如建筑物、载具、围栏区域或其他限定区域内)，然后基于这种定位来行动的技术。此外，还需要使限定区域能够定位位于其中的设备，然后基于这种定位来行动的技术。然而，这种技术并不存在。因此，本公开实现了这样的技术。

发明内容

在实施例中，一种设备包括：容纳(host)处理器、存储器、显示器和距离传感器的眼镜框(eyewear frame)，其中处理器与存储器、显示器和距离传感器通信，其中存储器存储可经由处理器执行的指令集，其中该指令集指示处理器：请求距离传感器获得基于对象的读数；确定距离传感器相对于对象的位置；基于该位置生成视觉内容；并且请求显示器呈现该视觉内容。

附图说明

图1示出了根据本公开的具有距离感测单元的设备的实施例的示意图；

图2示出了根据本公开的包含设备和对象的限定区域的实施例的示意图；

图3示出了根据本公开的基于设备在限定区域内的位置来行动的方法的实施例的流程图；

图4示出了根据本公开的包含对象的限定区域的实施例的示意图；

图5示出了根据本公开的基于对象在限定区域内的位置来行动的方法的实施例的流程图；

图6A示出了根据本公开的跟踪沿着距离感测单元集群行进的对象的多个距离感测单元集群的实施例的示意图；

图6B示出了根据本公开的跟踪在距离感测单元集群之间行进的对象的多个距离感测单元集群的实施例的示意图；

图7示出了根据本公开的包含与处理器通信的距离感测单元和具有与处理器通信的距离感测单元的对象的限定区域的实施例的示意图；

图8示出了根据本公开的基于来自多个距离感测单元的多个读数来行动的方法的实施例的流程图；

图9示出了根据本公开的包含多个距离感测单元集群的限定区域的实施例的示意图，多个距离感测单元集群跟踪在限定区域内沿着距离感测单元集群行进的对象；

图10示出了根据本公开的包含多个距离感测单元集群的限定区域的实施例的示意图，多个距离感测单元集群跟踪在限定区域内、在距离感测单元集群之间行进的对象；

图11是感测系统的一个实施例的示意图；

图12是图11中所示的感测装置的一个实施例的示意图；

图13A是根据一个实施例的发送信号和相应的回波的飞行时间(time of flight)的粗略阶段(coarse stage)确定的示意图；

图13B是根据一个实施例的发送信号和相应的回波的飞行时间的粗略阶段确定的另一个示意图；

图14示出了在图11中所示的若干个发送信号上计算和平均的相关值的一个示例；

图15是图12中所示的感测部件的部分或一种实现方式的另一个示意图；

图16是图12中所示的感测部件的前端的一个实施例的示意图；

图17是图11中所示的系统的基带处理系统的一个实施例的电路图；

图18是在一个实施例中的、比较设备如何将图12中所示的基带回波信号的感兴趣的比特(bit of interest)与图12中所示的模式(pattern)信号的模式比特进行比较的一个示例的示意图；

图19示出了图17中所示的比较设备如何将图12中所示的基带回波信号的感兴趣的比特与图12中所示的模式信号的模式比特进行比较的另一个示例；

图20示出了图17中所示的比较设备如何将图12中所示的基带回波信号的感兴趣的比特与图12中所示的模式信号的模式比特进行比较的另一个示例；

图21示出了根据一个示例的由图17中所示的测量设备提供的图17中所示的输出信号和由图12中所示的CPU设备使用的能量阈值的示例；

图22是图11中所示的系统的基带处理系统的另一个实施例的电路图；

图23示出了根据一个实施例的图12中所示的数字化回波信号的同相(I)和正交(Q)分量的投影；

图24示出了根据一个实施例的用于区分从图11中所示的不同的目标对象104反射的图11中所示的回波的技术；

图25是根据一个实施例的天线的示意图；

图26是图11中所示的感测部件的前端的一个实施例的示意图；

图27是沿着图26中的线17-17的图25中所示的天线的一个实施例的剖视图；

图28示出了密封(containment)系统的一个实施例；

图29示出了区限制系统的一个实施例；

图30示出了体积限制系统的另一个实施例；

图31是移动系统的一个实施例的示意图；

图32是根据一个示例的若干个对象运动矢量的示意图；

图33是在医疗应用中使用图11中所示的感测部件的一个示例的示意图；

图34是根据图11中所示的系统的应用的一个示例的人类受试者的二维图像；

图35是感测系统的另一个实施例的示意图；

图36是感测系统的另一个实施例的示意图；

图37A-图37B示出了用于感测距目标对象的间隔距离和/或感测目标对象的运动的方法的一个实施例；

图38是根据另一个实施例的感测系统的示意图；

图39是表示由图38中所示的感测系统获得的目标对象的横向大小数据的示意图；以及

图40是图38和图39中所示的感测部件和目标对象的另一个视图。

具体实施方式

一般地，本公开使得各种技术能够基于距离感测来行动，并且现在参考图1-图40更全面地描述本公开，其中示出了本公开的一些实施例。然而，本公开可以以多种不同的形式来实施，并且不应该被解释为必须受限于本文所公开的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并向技术人员充分传达本公开的各种概念。

注意，本文所使用的各种术语可以意味着直接或间接、全部或部分、暂时或永久、行动或不行动。例如，当元件被称为“在另一个元件上”、“连接到”或“耦合到”另一个元件时，则该元件可以直接在另一个元件上、直接连接到或耦合到另一个元件、或者可以存在中间元件，包括间接或直接的变型。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，不存在中间元件。

类似地，如本文所使用的，术语“或”旨在表示包含性的“或”，而不是排他性的“或”。也就是说，除非另有说明、或者从上下文中清楚，“X采用A或B”旨在表示自然包含的排列(permutation)中的任何一个。即如果X采用A；X采用B；或X采用A和B两者，则在前述情况中的任何一种下，满足“X采用A或B”。此外，相对于特定实施例描述的特征可以以任何排列或组合的方式组合到各种其他实施例中或与各种其他实施例组合。如本文所公开的，示例实施例的不同方面或元素可以以类似的方式组合。本文所使用的术语“组合”、“组合的”或“其组合”是指该术语之前所列项目的所有排列和组合。例如，“A、B、C或其组合”旨在包括以下中的至少一项：A、B、C、AB、AC、BC、或ABC，并且如果次序在特定上下文中很重要，则还包括BA、CA、CB、CBA、BCA、ACB、BAC或CAB。继续这个示例，明确包括在包含一个或多个项目或术语的重复的组合，诸如BB、AAA、AB、BBC、AAABCCCC、CBBAAA、CABABB等。技术人员将理解，除非另外从上下文中是清楚的，否则通常对任何组合中的项目或术语的数量没有限制。

类似地，如本文所使用的，各种单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括各种复数形式，除非上下文另有明确指示。例如，即使也在本文中使用短语“一个或多个”，术语“一”或“一个”也应该意味着“一个或多个”。

此外，当在本说明书中使用时，术语“包括”或“包含”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在和/或添加。此外，当本公开声明某事物是“基于”其它事物的时，那么这样的陈述是指也可以基于一个或多个其它事物的基础。换句话说，除非另有明确指示，本文所使用的“基于”包含性地意味着“至少部分地基于”。

此外，尽管术语第一、第二和其他可以在本文中用于描述各种元件、组件、区域、层或部分，但是这些元件、组件、区域、层或部分不一定受到这些术语的限制。相反，这些术语用于区分一个元件、组件、区域、层或部分和另一个元件、组件、区域、层或部分。这样，在不脱离本公开的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。

此外，除非另有限定，本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。因此，术语，诸如那些在常用词典中限定的术语，应该被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且不应该以理想化或过度正式的意义来解释，除非在本文中被明确限定。

图1示出了根据本公开的具有距离感测单元的设备的实施例的示意图。特别地，系统100包括外壳102、处理器104、存储器106、距离感测单元(DSU)108、DSU 110和输出设备112。

外壳102贮藏(house)处理器104、存储器106、DSU 108、DSU 110和输出设备112。例如，诸如当外壳102至少物理地耦合(诸如经由紧固、配接、互锁、粘附、磁化、抽吸、缝合、钉合、钉接或其他形式的物理耦合)到这些组件中的至少一个时，外壳102可以以外部方式、内部方式或其他方式贮藏这些组件。外壳102可以是刚性的、柔性的、弹性的、实心的、穿孔的或其他的。例如，外壳102可以包括塑料、金属、橡胶、木材、贵金属、宝石、织物、稀土元素或其他材料。例如，外壳102可以包括、或可以物理地或电耦合到、可以是以下各项的组件、或者实施为：桌面型计算机、膝上型计算机、平板、智能手机、操纵杆、视频游戏控制台、相机、麦克风、扬声器、键盘、鼠标、触摸板、轨迹板、传感器、显示器、打印机、加法或减法制造机、可穿戴设备、载具、家具物品、管道工具、建筑工具、垫子、枪械/步枪、激光指示器、示波器(scope)、双目镜、电动工具、电钻、冲击起子、手电筒、发动机、致动器、螺线管、玩具、泵或其他组件。例如，可穿戴设备包括头戴式显示器(例如，虚拟现实头戴式耳机、增强现实头戴式耳机)、手表、腕戴式活动跟踪器、帽子、头盔、耳塞、助听器、耳机、眼镜框、目镜、带、服装、鞋子、珠宝物品、医疗设备、活动跟踪器、泳衣、浴衣、通气管、水下呼吸装置、游泳腿鳍、手铐、植入物或可穿戴在动物(诸如人、狗、猫、鸟、鱼或任何其他动物，无论是驯养的还是未驯养的，无论是雄性还是雌性，无论是老人、成人、青少年、幼儿、婴儿或其他)身体(包括毛发)上或身体内的任何其他设备。例如，服装可以包括夹克、男士衬衫、领带、腰带、带、短裤、长裤、袜子、汗衫、内衣物品、胸罩、运动衫、短裙、长裙、女式衬衫、毛衣、围巾、手套、头巾、肘垫、护膝、睡衣、睡袍或其他服装。例如，珠宝物品可以包括耳环、项链、戒指、手镯、别针、胸针或其他，无论是戴在身上的还是戴在衣服上的。例如，鞋子可以包括礼服鞋、运动鞋、靴子、高跟鞋、旱冰鞋、溜冰鞋或其他鞋子。

在一些实施例中，存储器106、DSU 108、DSU 110和输出设备112经由至少一个平台或框架来支撑。例如，诸如当外壳102至少物理地耦合(诸如经由紧固、配接、互锁、粘附、磁化、抽吸、缝合、钉合、钉接或其他形式的物理耦合)到这些组件中的至少一个时，平台或框架中的至少一个可以以外部方式、内部方式或其他方式支撑这些组件。平台或框架中的至少一个可以是刚性的、柔性的、弹性的、实心的、穿孔的或其他的。例如，平台或框架中的至少一个可以包括塑料、金属、橡胶、木材、贵金属、宝石、织物、稀土元素或其他材料。

处理器104可以包括单核或多核处理器。处理器104可以包括片上系统(SOC)或专用集成电路(ASIC)。处理器104经由蓄能器(accumulator)(诸如电池或其他)供能，无论蓄能器是否经由外壳102被贮藏。处理器104与存储器106、DSU 108、DSU 110和输出设备112通信。

存储器106可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动、闪存或其他存储器。存储器106经由蓄能器(诸如电池或其他)供能，无论蓄能器是否经由外壳102被贮藏。

输出设备112可以包括光源、声源、无线电波源、振动源、显示器、扬声器、打印机、发送器、收发器或其他输出设备。输出装置112经由蓄能器(诸如电池或其他)供能，无论蓄能器是否经由外壳102被贮藏。

DSU 108可以包括雷达单元、激光雷达单元、声纳单元或其他单元中的至少一个，无论是有线的还是无线的。例如，雷达单元可以包括数字雷达单元(DRU)，如美国专利9,019,150中所公开的，该专利出于所有目的通过引用结合于此，包括任何DSU或DRU系统、结构、环境、配置、技术、算法或其他。例如，DRU单元可以如美国专利9,019,150第7栏第33行至第17栏第3行、第30列第38行至第32列第30行、第41列第60行至第44列第46行以及参考该专利的图2、图3A、图3B、图14、图27A和图27B所公开的那样实施。例如，DSU可以是基于视线的或非基于视线的。例如，DSU可以基于无线电信号、光学信号、声音信号或其他模态的感测。注意，系统100可以包括一个以上的DSU 108到DSU n 110。例如，系统100可以包括被实施为DSU n 110的至少两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十个、五十个、数百个、数千个、数百万个或更多个DSU 108。因此，在这样的配置中，DSU中的至少两个彼此不同步，并且不相互干扰，但是能够从彼此接收回波或信号，如上面引用的美国专利9,019,150中所解释的，并且出于所有目的通过引入结合与此，包括任何DSU或DRU系统、结构、环境、配置、技术、算法或其他。例如，DSU 108-110n在结构、功能、操作、模态、定位、材料或其他方面可以彼此相同或不同。

图2示出了根据本公开的包含设备和对象的限定区域的实施例的示意图。特别地，系统200包括外壳202、对象204和限定区域206。限定区域206包含外壳202和对象204。例如，限定区域206可以包括物理围栏区域、数字围栏区域、地理围栏区域、建筑物(住宅/商业)、车库、地下室、(陆地/海洋/空中/卫星)载具、室内区域、室外区域、商场、学校、隔间网格、杂物间、步入式冰箱、餐馆、咖啡店、地铁或公共汽车或火车站、机场、兵营、营地、礼拜场所、加油站、油田、炼油厂、仓库、农场、实验室、图书馆、长期储存设施、工业设施、邮局、航运中心或航运站、超市、零售店、家庭改善中心、停车场、玩具店、制造厂、加工厂、游泳池、医院、医疗设施、能源厂、核反应堆或其他限定区域。外壳202可以是外壳102或另一个对象。外壳202在限定区域202内相对于对象204或限定区域206可以是移动的或静止的。外壳202可以固定在限定区域206内，诸如经由紧固、配接、互锁、粘附、磁化、抽吸、缝合、钉合、钉接或其他形式的物理耦合到限定区域206或到位于限定区域206内或延伸到限定区域206内的对象。外壳202可以固定在限定区域206内，诸如经由紧固、配接、互锁、粘附、磁化、抽吸、缝合、钉合、钉接或其他形式的物理耦合到限定区域206或到位于限定区域206内或延伸到限定区域206内的另一个对象。对象204可以是外壳102或另一个对象。例如，限定区域206可以是对象204。对象204在限定区域202内相对于外壳202或限定区域206可以是移动的或静止的。限定区域206相对于外壳202或对象204可以是可移动的。对象204可以形成或是限定区域206的边界的部分。例如，限定区域206可以是围栏区域，并且对象204可以是形成边界的围栏。

图3示出了根据本公开的基于设备在限定区域内的位置来行动的方法的实施例的流程图。特别地，方法300包括位于限定区域206内的外壳202和位于限定区域206内的对象204。外壳202被实施为外壳102。例如，外壳202是头戴式显示器或眼镜单元，对象204是家具物品，并且限定区域206是房间。

在框302中，处理器104请求DSU 108获得基于对象204的读数。读数可以基于当DSU108发射可以朝向对象204的信号时，离开对象204经由DSU 108接收到的回波。读数可以基于经由对象204发射的信号。一旦DSU108获得读数，则读数对于处理器104是可用的。

在框304中，处理器104基于读数确定限定区域206内外壳202相对于对象204的位置。例如，当读数基于经由DSU 108接收到的回波时，基于飞行时间来确定位置。注意，可以诸如当其他位置信息可用时，诸如经由预先确定来估计或细化(refine)位置。

在框306中，处理器104基于位置采取行动。行动可以包括读取数据结构、将数据写入数据结构、修改数据结构内的数据、删除数据结构中的数据、使输入设备采取行动、使输出设备采取行动、使信号被生成、使信号被发送、使信号被接收等。例如，输入设备可以包括相机、麦克风、用户输入接口、支持触摸的显示器、接收器、收发器、传感器、硬件服务器或其他输入设备。例如，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、致动器、阀、泵、发送器、收发器、硬件服务器或其他输出设备。例如，信号可以在限定区域206之外或限定区域206之内被发送。例如，信号可以被发送到对象204、限定区域206或另一个设备，或者从对象204、限定区域206或另一个设备被接收，无论该另一个设备对于外壳202，对象204或限定区域206是本地的还是远程的。例如，数据可以包括关于位置的信息或其他。例如，基于位置的行动可以包括基于所确定的或所测量的环境属性改变速度，诸如随时间变化的位置(速度)、随时间变化的速度(加速度)、对象路径、轨迹或其他中的至少一个。

在框308中，处理器104可以使内容被输出，诸如经由输出设备112。内容可以基于位置或者包括关于位置的信息。例如，内容可以包括包含警告消息、方向消息、导航内容、指导内容或其他内容的音频。

在框310中，处理器104可以使内容(诸如存储在存储器106上的内容或者经由输出设备112输出的内容)被修改。内容可以基于位置或者包括关于位置的信息。例如，内容可以包括包含警告消息、方向消息、导航内容、指导内容或其他内容的图形。例如，关于位置的信息可以包括随时间变化的位置(速度)、随时间变化的速度(加速度)、对象路径、轨迹或其他中的至少一个。

在框312中，处理器104可以使限定区域206的地图基于位置而形成，这可以是实时的。地图可以符号性地(symbolically)描绘限定区域206的周界或外周，并且可以符号性地描绘周界或外周内的外壳202或对象204。地图可以被存储在存储器106上、或远离外壳202(诸如经由对象204)、或者在限定区域206外(诸如经由服务器或其他)。当地图形成时，可以经由输出设备112来呈现。例如，地图可以经由输出设备112显示。

在框314中，处理器104可以使限定区域206内的外壳202或对象204的路径基于位置而被确定，这可以是实时的。例如，可以在地图上符号性地描绘路径。路径可以对应于外壳202或对象204在限定区域206内已经行进的路径。路径可以对应于外壳202应该在限定区域206内或限定区域206外相对于对象204行进的路径。例如，路径可以使外壳202的用户能够导航到限定区域206内或限定区域206外的指定点或预定点。

在框316中，经由输出设备112输出的内容是基于位置的增强现实内容。例如，增强现实内容可以包括基于位置的图像或声音中的至少一个。例如，增强现实内容可以是导航内容、警告内容、定向内容、指导内容、视频游戏内容、沉浸式体验内容、教育内容、购物内容或其他内容。增强现实内容可以基于位置而被实时地修改。

在框316中，经由输出设备112输出的内容是基于位置的虚拟现实内容。例如，虚拟现实内容可以包括基于位置的图像或声音中的至少一个。例如，虚拟现实内容可以是导航内容、警告内容、定向内容、指导内容、视频游戏内容、沉浸式体验内容、教育内容、购物内容或其他内容。虚拟现实内容可以基于位置而被实时地修改。例如，当外壳202是头戴式显示器或眼镜单元时，虚拟现实内容可以帮助头戴式显示器或眼镜单元的穿戴者跟踪其位置(例如，由内向外、由外向内、有标记、无标记)或避开障碍物，诸如经由最小化走进(walkinginto)障碍物，诸如对象204、限定区域206或其他区域。

图4示出了根据本公开的包含对象的限定区域的实施例的示意图。特别地，系统400包括限定区域402、多个DSU 404-410、对象412和处理器414。如上所述，限定区域402可以作为限定区域206或其他区域。限定区域402包含DSU 404-410和对象412。处理器414在限定区域402的外部，但是可以在限定区域402的内部。DSU 404-410可以作为如上所述的DSU108或110，或者其他的DSU。DSU 404-410在结构、功能、操作、模态、定位、材料或其他方面可以彼此相同或不同。如上面引用的美国专利9,019,150中所解释的那样，DSU 404-410彼此不同步，并且不相互干扰，但是能够从彼此接收回波或信号，该专利出于所有目的通过引用结合与此，包括任何DSU系统、结构、环境、配置、技术、算法或其他。例如，DRU单元可以如美国专利9,019,150第7栏第33行至第17栏第3行、第30列第38行至第32列第30行、第41列第60行至第44列第46行以及参考该专利的图2、图3A、图3B、图14、图27A和图27B所公开的那样实施。DSU 404-410中的至少一个可以固定在限定区域402内，诸如经由紧固、配接、互锁、粘附、磁化、抽吸、缝合、钉合、钉接或其他形式的物理耦合到限定区域402或位于限定区域402内或延伸到限定区域402内的另一个对象。如上所述，对象412可以作为外壳202、对象204或其他对象。对象412可以固定在限定区域402内，诸如经由紧固、配接、互锁、粘附、磁化、抽吸、缝合、钉合、钉接或其他形式的物理耦合到限定区域402或位于限定区域402内或延伸到限定区域402内的另一个对象。处理器414可以是中央处理单元(CPU)，或者可以被实施为如上所述的处理器104。处理器414与DSU 404-410通信，无论是有线的还是无线的。限定区域402相对于对象414或DSU 404-410或者处理器414可以是可移动的。

图5示出了根据本公开的基于对象在限定区域内的位置来行动的方法的实施例的流程图。特别地，方法500经由系统400执行。

在框502中，处理器414请求DSU 404-410中的至少一个获得基于限定区域402内的对象412的读数。读数可以基于当DSU 404-410中的至少一个发射可以朝向对象412的信号时，离开对象412经由DSU 404-410中的至少一个接收到的回波。读数可以基于经由对象412发射的信号。一旦DSU 404-410中的至少一个获得读数，则读数对于处理器414是可用的。

在框504中，处理器414基于读数确定限定区域402内对象412相对于DSU 404-410中的至少一个的位置。例如，当读数基于经由DSU 404-410中的至少一个接收到的回波时，基于飞行时间来确定位置。注意，可以诸如当其他位置信息可用时，诸如经由预先确定来估计或细化位置。

在框506中，处理器414基于位置采取行动。行动可以包括读取数据结构、将数据写入数据结构、修改数据结构内的数据、删除数据结构中的数据、使输入设备采取行动、使输出设备采取行动、使信号被生成、使信号被发送、使信号被接收等。例如，输入设备可以包括相机、麦克风、用户输入接口、支持触摸的显示器、接收器、收发器、传感器、硬件服务器或其他输入设备。例如，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、致动器、阀、泵、发送器、收发器、硬件服务器或其他输出设备。例如，信号可以在限定区域402之外或限定区域402之内被发送。例如，信号可以被发送到对象412、限定区域402或另一个设备，或者从对象412、限定区域402或另一个设备被接收，无论该另一个设备对于对象402或限定区域402是本地的还是远程的。例如，数据可以包括关于位置的信息或其他。

在框508中，处理器414可以使对象412在限定区域402内的路径基于位置而被确定，这可以是实时的。例如，可以在地图上符号性地描绘路径。路径可以对应于对象412在限定区域402内已经行进的路径。路径可以对应于对象412应该在限定区域402内或限定区域402外相对于限定区域402行进的路径。例如，路径可以使对象412的用户能够导航到限定区域402内或限定区域402外的指定点或预定点。

在框510中，处理器414可以使限定区域402的地图基于位置而形成，这可以是实时的。地图可以符号性地描绘限定区域402的周界或外周，并且可以符号性地描绘周界或外周内的对象412。地图可以相对于处理器414被本地地或远程地存储、或相对于对象412被远程地或本地地存储、或者诸如经由服务器或其他设备被存储在限定区域402外。当地图形成时，可以经由与处理器414通信的输出设备(诸如经由输出设备112)来呈现。例如，地图可以经由输出设备112显示。

在框512中，DSU 404-410中的每一个都是DSU集群。这样，处理器414可以使DSU404-410同时地获得多个读数，从而确定DSU 404-410中的每一个相对于彼此的多个位置。例如，如果对象412在DSU集群内的DSU对之间或DSU集群对之间移动，则DSU对或DSU集群对可以各自报告其自己的读数，并且处理器414可以确定DSU对或DSU集群对相对于对象412的位置对。处理器可以比较DSU 404-410的读数，以确定DSU 404-410的位置。处理器被编程为使得DSU 404-410正在观察相同的对象，尽管变化是可能的，诸如当DSU 404-410正在观察不同的对象时，无论是包括还是不包括该对象。如果处理器414已经知道对象412在限定区域402内的位置，则处理器414可以确定DSU对或DSU集群对相对于限定区域402的位置对。同样，如果对象412沿着DSU集群内的DSU对移动或者在DSU集群对之间移动、使得DSU集群内的DSU对或DSU集群对相对于对象412在同一侧，则可以执行类似的确定。注意，DSU集群有效地减少了设置位置校准的需要，即，集群内的至少两个DSU以三角测量方式工作。此外，至少两个DSU集群可以在彼此之间共享数据或向处理器414(诸如服务器或其他设备)发送数据，使得处理器414可以学习至少两个集群的位置和朝向，这有效地减少了对设置位置校准的需要。此外，注意，来源于DSU集群的数据集可以与来源于惯性测量单元(IMU)的数据集融合或组合，惯性测量单元(IMU)可以包括在对象412或DSU集群中，以便增强或进一步细化来源于DSU集群的数据集。此外，注意，DSU集群或多个DSU集群可以被配置为或用作或者形成DSU的网状网络。此外，服务器可以从对象412接收相对于DSU 404-410或限定区域402的DSU数据集，以细化或更新DSU 404-410相对于对象412或限定区域402的定位、或对象412相对于DSU404-410或限定区域402的定位、或者限定区域402相对于DSU 404-410或对象412的定位。此外，对象412可以收集其自己相对于DSU 404-410或限定区域402的DSU数据集，以细化或更新其自己的DSU数据集。此外，服务器可以从对象412接收相对于DSU404-410或限定区域402的DSU数据集，或者对象412可以收集其自己相对于DSU 404-410或限定区域402的DSU数据集，当对象412在机载传感器的范围之外时，该DSU数据集可以用于识别不合作的目标的放置(placement)或能够跟踪对象412。服务器可以被编程为跟踪一个对象(诸如对象412)，诸如当对象靠近DSU 404-410或远离DSU 404-410时，无论该对象是在相对侧还是沿着DSU404-410。这种功能可以被扩展为服务器跟踪多个对象，无论这些对象彼此是否在不同的方向上移动，并且这种对服务器进行编程的形式将加快跟踪对象的过程。在一些实施例中，如果存在一个以上的对象，则对象不需要处于运动中。

如果对象412移动并且DSU 404-410中仅有一个DSU测量到对象412的距离，并且DSU 404-410中的另一个DSU不测量到对象412的距离，则处理器414可以被编程为从区域402中排除第二DSU(没有检测到对象412的DSU)的覆盖区域。如果对象412沿着路径或轨迹移动，并且DSU 404-410中的一个DSU可以在一个时间检测到对象412，然后DSU 404-410中的另一个DSU可以在另一个时间(诸如在第2、3、4、5、6、7、8、9、10秒或更长的时间处)检测到对象412，则路径或轨迹可以被扩展或内插(interpolate)，并且DSU 404-410中的DSU(检测到对象412的第一DSU，并且在另一个时间处检测到对象412的第二DSU)的位置可以被提取。例如，如果陆地载具(诸如汽车、摩托车、拖拉机、机器人或其他载具)正沿着直路或一些其他限定的表面或路径移动，则陆地载具是对象412。DSU 404-410中的两个或更多个DSU可以被放置在道路的一侧或嵌入道路中或者被放置在道路上方(包括悬停在道路上方)，以观察陆地载具或在道路上行进的其他载具。如果陆地载具以近似恒定的速度沿着道路或其他限定的表面或路径(诸如街道或其他道路)直线移动或行进，则DSU 404-410中的两个DSU不需要同时或在完全相同的时刻观察陆地载具。陆地载具的连续经过可以有助于细化对DSU404-410中的至少两个DSU的(多个)位置的一个或多个估计。注意，道路或一些其他限定的表面或路径可以是直线的或非直线的，诸如弓形、正弦形、脉冲形、锯齿形或其他形状，无论是对称的还是不对称的，无论是开放形状还是封闭形状。

如果DSU 404-410中的一个或多个DSU正在监视区域，并且对象412向处理器414报告对象412存在或者沿着任何平面在任何方向上移动，但是DSU 404-41中的DSU没有检测到对象412，则处理器414可以确定被DSU404-410中的DSU监视的该区域没有障碍物。例如，如果无人机需要在区域中着陆，并且DSU 404-410没有检测到着陆区内的对象，则该无人机可以自由着陆。注意，DSU 404-410可以经由无人机容纳或不经由无人机容纳，诸如经由陆基无人机或海基无人机或者空基无人机，诸如在相应类型的另一种载具或支撑结构上。例如，另一种载具可以包括汽车、机器人、船、直升机、四轴飞行器、塔、支柱、框架、平台或其他载具。

图6A示出了根据本公开的跟踪沿着距离感测单元集群行进的对象的多个距离感测单元集群的实施例的示意图。图6B示出了根据本公开的跟踪在距离感测单元集群之间行进的对象的多个距离感测单元集群的实施例的示意图。特别地，系统600A和系统600B中的每一个包括如上所述的第一DSU集群602、如上所述的第二DSU集群604和对象606。第一DSU集群602和第二DSU集群604与处理器(诸如处理器414、服务器或其他设备)通信。对象606可以是外壳202、对象204、对象412或其他对象。如图6A所示，在系统600A中，如上所述，第一DSU集群602和第二DSU集群604相对于对象606位于同一侧，而不管对象606是否相对于第一DSU集群602和第二DSU集群604移动，反之亦然。如图6B所示，在系统600B中，如上所述，对象606位于第一DSU集群602和第二DSU集群604之间，而不管对象606是否相对于第一DSU集群602和第二DSU集群604移动，反之亦然。因此，根据图6A和图6B，如果对象606相对于第一DSU集群602和第二DSU集群604沿着行进路径608移动，或者反之亦然，则第一DSU集群602和第二DSU集群604可以同时地获得基于沿着行进路径608移动的对象606的多个读数，并将读数发送到处理器。这样，由于经由处理器的数据共享，当对象606沿着行进路径608移动时，处理器可以实时学习第一DSU集群602和第二DSU集群604中的每一个相对于对象606的位置。如上所述，注意，系统600A或系统600B中的至少一个可以出现在限定区域的内部或外部，或者不具有限定区域。此外，如上所述，注意，当对象606包括DSU时，对象606可以相对于第一DSU集群602或第二DSU集群604中的至少一个来定位自身，诸如在系统600A和系统600B中。如上所述，在第一DSU集群602和第二DSU集群604在覆盖范围上不相互重叠的情况下，该技术也起作用。

在一些实施例中，如上所述，处理器414可以使内容被输出。内容可以基于位置或者包括关于位置的信息。例如，内容可以包括包含警告消息、方向消息、导航内容、指导内容或其他内容的音频。如上所述，处理器414可以使内容被修改。内容可以基于位置或者包括关于位置的信息。例如，内容可以包括包含警告消息、方向消息、导航内容、指导内容或其他内容的图形。内容可以包括基于位置的增强现实内容。例如，增强现实内容可以包括基于位置的图像或声音中的至少一个。例如，增强现实内容可以是导航内容、警告内容、定向内容、指导内容、视频游戏内容、沉浸式体验内容、教育内容、购物内容或其他内容。增强现实内容可以基于位置被实时地修改。内容可以包括基于位置的虚拟现实内容。例如，虚拟现实内容可以包括基于位置的图像或声音中的至少一个。例如，增强现实内容可以是导航内容、警告内容、定向内容、指导内容、视频游戏内容、沉浸式体验内容、教育内容、购物内容或其他内容。虚拟现实内容可以基于位置被实时地修改。例如，当对象412是头戴式显示器或眼镜单元时，虚拟现实内容可以帮助头戴式显示器或眼镜单元的穿戴者跟踪其位置(例如，由内向外、由外向内、有标记、无标记)或避开障碍物，诸如最小化走进障碍物，诸如限定区域402或其他区域。

图7示出了根据本公开的包含与处理器通信的距离感测单元和具有与处理器通信的距离感测单元的对象的限定区域的实施例的示意图。特别地，系统700包括限定区域702、处理器704、DSU 706和对象708。如上所述，限定区域702包含处理器704、DSU 706和对象708。限定区域702可以作为如上所述的限定区域402或其他区域。处理器704可以位于限定区域702的外部。处理器704可以作为如上所述的处理器414。DSU 706可以作为如上所述的DSU 404-410中的任何一个，或者其他的DSU。对象708可以作为如上所述的对象412或其他对象。如上所述，对象708容纳DSU。处理器704与DSU 706和对象708通信。处理器704、DSU706或对象708中的至少一个可以固定在限定区域702内，诸如经由紧固、配接、互锁、粘附、磁化、抽吸、缝合、钉合、钉接或其他形式的物理耦合到限定区域702或位于限定区域702内或延伸到限定区域702内的对象。限定区域702可以相对于处理器704、DSU 706或对象708中的至少一个移动。

图8示出了根据本公开的基于来自多个距离感测单元的多个读数来行动的方法的实施例的流程图。特别地，方法800可以经由系统700来执行。

在框802中，处理器704从DSU 706获得基于在限定区域702内移动的对象708的第一DSU读数。第一DSU读数可以基于当DSU 706发射可以朝向对象708的信号时，离开对象708经由DSU 706接收到的回波。第一DSU读数可以基于经由对象708发射的信号。一旦DSU 706获得第一DSU读数，则该读数对于处理器704是可用的。

在框804中，处理器704从对象708获得基于在限定区域702内移动的对象708的第二DSU读数。第二DSU读数可以基于当对象708发射可以朝向限定区域702的信号时、离开限定区域702经由对象708的DSU接收到的回波。第二DSU读数可以基于经由DSU 706发射的信号。一旦对象708的DSU获得第二DSU读数，则该读数对于处理器704是可用的。

在框806中，处理器704基于第一DSU读数和第二DSU读数采取行动。行动可以包括确定对象708相对于限定区域702或DSU 706的位置、或者限定区域702或DSU 706相对于对象708的位置。例如，当第一DSU读数或第二DSU读数中的至少一个基于经由DSU 706或对象708的DSU中的至少一个接收到的回波时，可以基于飞行时间来确定位置。注意，可以诸如当其他位置信息可用时，诸如经由预先确定来估计或细化位置。处理器704可以基于位置采取行动。行动可以包括读取数据结构、将数据写入数据结构、修改数据结构内的数据、删除数据结构中的数据、使输入设备采取行动、使输出设备采取行动、使信号被生成、使信号被发送、使信号被接收等。例如，输入设备可以包括相机、麦克风、用户输入接口、支持触摸的显示器、接收器、收发器、传感器、硬件服务器或其他输入设备。例如，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、致动器、阀、泵、发送器、收发器、硬件服务器或其他输出设备。例如，信号可以在限定区域702之外或限定区域702之内被发送。例如，信号可以被发送到对象708、限定区域702或另一个设备、或者从对象708、限定区域702或另一个设备被接收，无论该另一个设备对于对象708或限定区域702是本地的还是远程的。例如，数据可以包括关于位置的信息或其他。

在框808中，处理器704可以使对象708在限定区域702内的路径基于位置而被确定，这可以是实时的。例如，可以在地图上符号性地描绘路径。路径可以对应于对象708在限定区域702内已经行进的路径。路径可以对应于对象708应该相对于限定区域702在限定区域702内或限定区域702外行进的路径。例如，路径可以使对象708的用户能够导航到限定区域702内或限定区域702外的指定点或预定点。

在框810中，处理器704可以使限定区域702的地图基于位置而形成，这可以是实时的。地图可以符号性地描绘限定区域702的周界或外周，并且可以符号性地描绘周界或外周内的对象708。地图可以相对于处理器704被本地地或远程地存储、或相对于对象708被远程地或本地地存储、或者诸如经由服务器或其他设备被存储在限定区域702外。当地图形成时，可以经由与处理器704通信的输出设备(诸如经由输出设备112)来呈现。例如，地图可以经由输出设备112显示。

在框812中，如上所述，DSU 706被包括在第一DSU集群中。这样，如上所述，处理器704可以确定第一DSU集群相对于第二DSU集群的位置。

在一些实施例中，如上所述，处理器704可以使内容被输出。内容可以基于位置或者包括关于位置的信息。例如，内容可以包括包含警告消息、方向消息、导航内容、指导内容或其他内容的音频。如上所述，处理器704可以使内容被修改。内容可以基于位置或者包括关于位置的信息。例如，内容可以包括包含警告消息、方向消息、导航内容、指导内容或其他内容的图形。内容可以包括基于位置的增强现实内容。例如，增强现实内容可以包括基于位置的图像或声音中的至少一个。例如，增强现实内容可以是导航内容、警告内容、定向内容、指导内容、视频游戏内容、沉浸式体验内容、教育内容、购物内容或其他内容。增强现实内容可以基于位置被实时地修改。内容可以包括基于位置的虚拟现实内容。例如，虚拟现实内容可以包括基于位置的图像或声音中的至少一个。例如，增强现实内容可以是导航内容、警告内容、定向内容、指导内容、视频游戏内容、沉浸式体验内容、教育内容、购物内容或其他内容。虚拟现实内容可以基于位置被实时地修改。例如，当对象708是头戴式显示器或眼镜单元时，虚拟现实内容可以帮助头戴式显示器或眼镜单元的穿戴者跟踪其位置(例如，由内向外、由外向内、有标记、无标记)或避开障碍物，诸如经由最小化走进障碍物，诸如限定区域702或其他区域。

图9示出了根据本公开的包含多个距离感测单元集群的限定区域的实施例的示意图，多个距离感测单元集群跟踪在限定区域内沿着距离感测单元集群行进的对象。图10示出了根据本公开的包含多个距离感测单元集群的限定区域的实施例的示意图，多个距离感测单元集群跟踪在限定区域内、在距离感测单元集群之间行进的对象。特别地，系统900A和系统900B中的每一个包括如上所述的第一DSU集群904、如上所述的第二DSU集群906和对象908。第一DSU集群602和第二DSU集群604与处理器(诸如处理器704、服务器或其他设备)通信。对象908可以是外壳202、对象204、对象412或其他对象。对象908容纳DSU。如图10所示，在系统900B中，如上所述，第一DSU集群904和第二DSU集群906相对于对象908位于同一侧，而不管对象908是否相对于第一DSU集群904和第二DSU集群906移动，反之亦然。如图9所示，在系统900A中，如上所述，对象908位于第一DSU集群904和第二DSU集群906之间，而不管对象908是否相对于第一DSU集群904和第二DSU集群906移动，反之亦然。因此，根据图9-图10，如果对象908相对于第一DSU集群904和第二DSU集群906沿着行进路径910移动，或者反之亦然，则第一DSU集群904和第二DSU集群906可以同时地获得基于沿着行进路径910移动的对象908的多个读数，并将读数发送到处理器。这样，由于经由处理器的数据共享，当对象908沿着行进路径910移动时，处理器可以实时学习第一DSU集群904和第二DSU集群906中的每一个相对于对象908的位置。如上所述，注意，系统900A或系统900B中的至少一个可以出现在限定区域的内部或外部，或者不具有限定区域。此外，如上所述，注意，由于对象908包括DSU，对象908可以相对于第一DSU集群904或第二DSU集群906中的至少一个来定位自身，诸如在系统900A和系统900B中。如上所述，在第一DSU集群904和第二DSU集群906在覆盖范围上不相互重叠的情况下，该技术也起作用。

在一些实施例中，对象可以包括陆地载具，诸如汽车、摩托车、公共汽车、卡车、滑板、机动脚踏车(moped)、踏板车(scooter)、自行车、坦克、拖拉机、轨道车、机车(locomotive)或其他车辆，其中陆地载具容纳DSU。陆地载具可以从DSU收集数据集，并与陆地载具基础设施项目(诸如加油站、充电站、收费站、停车计时器、免下车商业站、紧急服务载具、载具(其可以是经由V2V协议的)、车库、停车位、消防栓、路标、交通灯、测力传感器(load cell)、基于道路的无线感应充电器、围栏、洒水器或其他陆地载具基础设施项目)实时共享该数据集。如上所述，当陆地载具基础设施项目也容纳DSU时，则该DSU也可以收集数据集并与陆地载具共享该数据集，这可以是实时的。这种配置可以检测差异，诸如陆地载具基础设施项目不知道或不够了解的对象。此外，如上所述，具有DSU的陆地载具可以检测并且从而跟踪消费者通信单元(诸如支持WiFi的设备，诸如智能手机、平板、可穿戴设备、信息娱乐(infotainment)单元、视频游戏控制台、玩具或其他设备)，无论是在陆地载具内部还是外部，以便确定其位置或消费者通信单元的位置。例如，具有DSU的陆地载具可以基于消费者通信单元通常所处的位置来跟踪其相对于多个消费者通信单元的位置。这样，当消费者通信单元的密度或频率从典型量增加或减少时，具有DSU的陆地载具可以采取行动或避免采取行动，诸如改变速度、减速、加速、停止、操作载具的组件(诸如窗户、信息娱乐系统)、鸣喇叭、鸣汽笛或警报、打开/关闭车门、打开/关闭后备箱和发动机盖、打开挡风玻璃雨刮器、打开常规灯或远光灯、激活/停用停车/制动、在道路上导航、突然转向(swerve)、转弯或其他行动。

本文所描述的主题的一个或多个实施例涉及距离和/或运动感测系统和方法，诸如雷达和/或光学遥感系统和方法。

已知的雷达系统朝向目标发送模拟电磁波，并接收从目标反射回来的回波。基于发送模拟波的天线和目标对象之间的距离和/或目标对象的移动，接收到的回波的强度和/或频率可以改变。回波的强度、频率和/或飞行时间可以用于导出到目标的距离和/或目标的移动。

一些已知的雷达系统在可以测量到目标的距离的准确度方面受到限制。例如，这些系统能够计算到目标的距离的分辨率可能相对较大。此外，这些系统中的一些可能具有电路，诸如发送/接收切换机，其控制系统何时发送波或接收回波。切换机可能需要非零的时间段，以允许系统从发送波切换到接收回波。这样的时间段可以阻止系统被用于测量到相对较近的目标的距离，因为在系统可以从发送切换到接收之前，已发送的波可能会从目标反射回接收天线。此外，一些已知的系统具有从发送天线到接收天线的能量泄漏。这种能量泄漏会干扰和/或模糊对到目标的距离测量和/或对运动的检测。

在一个实施例中，提供了一种方法(例如，用于测量到目标对象的间隔距离的方法)。该方法包括从发送天线朝向目标对象发送电磁第一发送信号，该目标对象与发送天线隔开间隔距离。第一发送信号包括表示第一数字比特序列的第一发送模式。该方法还包括接收从目标对象反射的第一发送信号的第一回波，将第一回波转换为第一数字化回波信号，并将表示第二数字比特序列的第一接收模式与第一数字化回波信号进行比较，以确定第一发送信号和回波的飞行时间。

在另一个实施例中，提供了一种系统(例如，感测系统)，该系统包括发送器、接收器和相关器设备。发送器被配置为生成电磁第一发送信号，该电磁第一发送信号从发送天线朝向与发送天线隔开间隔距离的目标对象传送。第一发送信号包括表示数字比特序列的第一发送模式。接收器被配置为基于从目标对象反射的第一发送信号的回波来生成第一数字化回波信号。相关器设备被配置为将表示第二数字比特序列的第一接收模式与第一数字化回波信号进行比较，以确定第一发送信号和回波的飞行时间。

在另一个实施例中，提供了另一种方法(例如，用于测量到目标对象的间隔距离)。该方法包括发送具有表示数字比特的第一发送模式的波形的第一发送信号，以及基于第一发送信号的第一接收回波生成第一数字化回波信号。第一数字化回波信号包括表示数字比特的数据流的波形。该方法还包括将数字比特的第一接收模式与第一数字化回波信号中的数字比特的数据流的多个不同的子集进行比较，以识别比一个或多个其他子集更紧密匹配第一接收模式的感兴趣的子集。该方法还包括基于第一数字化回波信号中的数据流的开始和感兴趣的子集之间的时间延迟来识别第一发送信号和第一接收回波的飞行时间。

根据当前描述的主题的一个或多个实施例，提供了用于确定感测装置和一个或多个目标之间的距离的系统和方法。可以通过测量从目标反射的发送信号(例如，雷达、光或其他信号)的飞行时间来确定距离。作为一个示例，包括已知的或指定的发送模式(诸如表示比特序列的波形)的信号被发送，并且该信号的回波被接收。该发送模式可以被称为粗略阶段发送模式。回波可以包括表示发送信号中的模式的信息。例如，回波可以被接收并被数字化，以识别表示噪声、离开一个或多个对象而不是目标的发送信号的部分反射、以及离开目标的反射的数据序列或数据流。

粗略阶段接收模式可以与基于接收到的回波的、数字化数据流进行比较，以确定发送信号的飞行时间。粗略阶段接收模式可以与发送模式相同，或者通过具有不同的长度和/或比特(例如，“0”和“1”)的序列而不同于该发送模式。粗略阶段接收模式与数字化数据流的不同部分进行比较，以确定数据流的哪个部分比一个或多个其他部分更紧密匹配接收模式。例如，粗略阶段接收模式可以沿着数据流偏移(shift)(例如，相对于时间)，以识别数据流中匹配粗略阶段接收模式的部分。数据流的开始和粗略阶段接收模式的匹配部分之间的时间延迟可以表示发送信号的飞行时间。这种对飞行时间的测量可以用于计算到目标的间隔距离。如下所述，该用于测量飞行时间的过程可以被称为飞行时间的粗略阶段确定。为了测量飞行时间，粗略阶段确定可以被执行一次或多次。例如，发送信号的单个“突发(burst)”可以用于测量飞行时间，或者可以使用发送信号的若干个“突发”(具有相同或不同的发送模式)。

除了或代替粗略阶段确定，可以执行精细阶段(fine stage)确定。精细阶段确定可以包括朝向目标发送一个或多个附加信号(例如，“突发”)，并基于接收到的信号回波生成一个或多个基带回波信号。附加信号可以包括与粗略阶段发送模式相同或不同的精细阶段发送模式。精细阶段确定可以使用由粗略阶段确定测量的(或如操作者的输入的)飞行时间，并将由所测量的飞行时间延迟的精细阶段接收模式与数据流的相应的部分进行比较。例如，代替沿着全部或大部分基带回波信号偏移精细阶段接收模式，精细阶段接收模式(或其部分)可以时移等于或基于由粗略阶段确定测量的时间延迟的量。可替代地，精细阶段接收模式可以沿着全部或大部分基带回波信号偏移。可以将时移精细阶段接收模式与基带回波信号进行比较，以确定时移后的精细阶段接收模式的波形和基带回波信号之间的重叠量(或可替代地，失配量)。这种重叠量或失配量可以被转化为附加时间延迟。附加时间延迟可以与由粗略阶段确定测量的时间延迟相加，以计算精细阶段时间延迟。精细阶段时间延迟可以用于计算到目标的飞行时间和间隔距离。

在一个实施例中，除了粗略阶段确定和/或精细阶段确定之外、或者代替粗略阶段确定和/或精细阶段确定，可以执行超精细阶段(ultrafine stage)确定。超精细阶段确定可以包括与精细阶段确定类似的过程，但是使用接收模式和/或数据流的不同分量。例如，精细阶段确定可以检查接收模式的同相(in-phase)(I)分量或通道与数据流，以测量接收模式和数据流之间的重叠或失配。超精细阶段确定可以使用接收模式的正交(Q)分量或通道与数据流，以测量接收模式和数据流的波形之间的附加重叠量或失配量。可替代地，超精细阶段确定可以分离地检查接收模式的I通道和Q通道与数据流。作为一个示例实施例，提供了对I通道和Q通道或分量的使用。可替代地，可以使用一个或多个其他通道或分量。例如，可以使用第一分量或通道和第二分量或通道，其中第一分量或通道和第二分量或通道相对于彼此相移不同于90度的量。

由超精细阶段确定计算出的重叠量或失配量可以用于计算附加时间延迟，该附加时间延迟可以被加到来自粗略阶段和/或精细阶段的时间延迟中，以确定到目标的飞行时间和/或间隔距离。可替代地或附加地，可以检查I通道和Q通道中的波形之间的重叠量或失配量，以解析回波的相位，从而检测目标的运动。

可替代地或附加地，超精细阶段确定可以包括与粗略阶段确定类似的过程。例如，粗略阶段确定可以检查接收模式的I通道与数据流，以确定数据流的不同子集的相关值，并且根据这些相关值来确定感兴趣的子集和相应的飞行时间，如本文所述的。超精细阶段确定可以使用接收模式的Q通道与数据流，以确定数据流的不同子集的相关值，并且根据这些相关值来确定感兴趣的子集和飞行时间。来自I通道和Q通道的飞行时间可以被组合(例如，被平均)以计算到目标的飞行时间和/或间隔距离。由超精细阶段确定计算出的相关值可以用于计算附加时间延迟，该附加时间延迟可以被加到来自粗略阶段和/或精细阶段的时间延迟中，以确定到目标的飞行时间和/或间隔距离。可替代地或附加地，可以检查I通道和Q通道中的波形的相关值，以解析回波的相位，从而计算间隔距离或目标的运动。

粗略阶段确定、精细阶段确定和超精细阶段确定可以被独立地执行(例如，不执行一个或多个其它阶段)和/或被一起执行。精细阶段确定和超精细阶段确定可以被并行地执行(例如，精细阶段确定检查I通道，而超精细阶段确定检查Q通道)、或者被顺序地执行(例如，超精细阶段确定检查I通道和Q通道两者)。粗略阶段确定和超精细阶段确定可以被并行地执行(例如，粗略阶段确定检查I通道，而超精细阶段确定检查Q通道)、或者被顺序地执行(例如，超精细阶段确定检查I通道和Q通道两者)。

在一个实施例中，接收模式掩模(mask)可以被应用于数字化数据流，以移除(例如，掩蔽(mask off))或以其他方式改变数据流的一个或多个部分或段(segment)。然后可以将被屏蔽的数据流与相应的阶段确定(例如，粗略阶段确定、精细阶段确定或超精细阶段确定)的接收模式进行比较，以测量飞行时间，如本文所述的。

在一个实施例中，各种模式(例如，粗略阶段发送模式、精细阶段发送模式、粗略阶段接收模式、精细阶段接收模式和/或接收模式掩模)可以相同。可替代地，这些模式中的一个或多个(或全部)可以彼此不同。例如，不同的模式可以包括不同的比特序列和/或序列长度。超精细阶段中使用的各种模式(例如，粗略阶段发送模式、精细阶段发送模式、粗略阶段接收模式、精细阶段接收模式和/或接收模式掩模)也可以不同于仅在粗略阶段或精细阶段中使用的模式，并且彼此不同。

图11是感测系统100的一个实施例的示意图。系统100可以用于确定感测装置102和一个或多个对象104之间的距离和/或识别一个或多个目标对象104的移动，其中目标对象104可以具有可以改变的或未知的位置。在一个实施例中，感测装置102包括雷达系统，该雷达系统朝向目标对象104发送电磁脉冲序列作为发送信号106，该发送信号106至少部分地被反射为回波108。可替代地，感测装置102可以包括光学感测系统，诸如光检测和测距(激光雷达)系统，其朝向目标对象104发送光作为发送信号106，并且接收光从目标对象104的反射作为回波108。在另一个实施例中，可以使用另一种发送方法，诸如声纳，以便发送发送信号106并接收回波108。

发送信号106和回波108的飞行时间表示对发送信号106的发送到对来自目标对象104的回波108的接收之间的时间延迟。飞行时间可以与感测装置102和目标对象104之间的距离成比例。感测装置102可以测量发送信号106和回波108的飞行时间，并基于飞行时间计算感测装置102和目标对象104之间的间隔距离110。

感测系统100可以包括控制单元112(图1中的“外部控制单元”)，该控制单元112引导(direct)感测装置102的操作。控制单元112可以包括一个或多个基于逻辑的硬件设备，诸如一个或多个处理器、控制器等。图11中所示的控制单元112可以表示硬件(例如，处理器)和/或硬件的逻辑(例如，存储在有形和非暂时性计算机可读存储介质上的、用于引导硬件的操作的一个或多个指令集，诸如存储在计算机存储器上的计算机软件)。控制单元112可以通过一个或多个有线和/或无线连接与感测装置102通信耦合(例如，相连以便传送数据信号)。控制单元112可以远离感测装置102，诸如通过被设置在几米之外、在建筑物的另一个房间中、在另一个建筑物中、在另一个城市街区中、在另一个城市中、在另一个县/州或国家(或其他地理边界)中等。

在一个实施例中，控制单元112可以与位于相同或不同位置的若干个感测部件102通信耦合。例如，彼此远离的若干个感测部件102可以与公共控制单元112通信耦合。控制单元112可以分离地向感测部件102中的每一个发送控制消息，以单独地激活(例如，打开)或停用(例如，关闭)感测部件102。在一个实施例中，控制单元112可以引导感测部件102对间隔距离110进行周期性测量，然后停用一空闲时间以节省电力。

在一个实施例中，控制单元112可以引导感测装置102激活(例如，打开)和/或停用(例如，关闭)以发送发送信号106和接收回波108和/或测量间隔距离110。可替代地，控制单元112可以基于由感测装置102测量并传送到控制单元112的发送信号106和回波108的飞行时间来计算间隔距离110。控制单元112可以与输入设备114(诸如键盘、电子鼠标、触摸屏、麦克风、触笔(stylus)等)和/或输出设备116(诸如计算机监视器、触摸屏(例如，与输入设备114相同的触摸屏)、扬声器、灯等)通信耦合。输入设备114可以从操作者接收输入数据，诸如激活或停用感测装置102的命令。输出设备116可以向操作者呈现信息，诸如间隔距离110和/或发送信号106和回波108的飞行时间。输出设备116还可以连接到通信网络，诸如互联网。

取决于系统100的应用或使用，感测部件102的形状因子(form factor)可以具有多种不同的形状。感测部件102可以被封装(enclose)在单个壳体(enclosure)1602(诸如外壳)中。壳体1602的形状可以取决于多种因子，包括但不限于对电源(例如，电池和/或其他电源连接)、环境保护和/或其他通信设备(例如，发送测量或发送/接收其他通信的网络设备)的需求。在所示的实施例中，感测部件102的基本形状是矩形盒。感测部件102的大小可以相对较小，诸如3英寸×6英寸×2英寸(7.6厘米×15.2厘米×5.1厘米)、70毫米×140毫米×10毫米或其他大小。可替代地，感测部件102可以具有一个或多个其他尺寸。

图12是感测装置102的一个实施例的示意图。感测装置102可以是直接序列扩频雷达设备，其使用直接调制载波信号的相对高速的数字脉冲序列，该数字脉冲序列然后作为发送信号106朝向目标对象104发送。回波108可以与发送信号106中的相同脉冲序列相关，以便确定发送信号106和回波108的飞行时间。该飞行时间然后可以用于计算间隔距离110(如图11所示)。

感测装置102包括前端200和后端202。前端200可以包括发送发送信号106和接收反射的回波108的电路和/或其他硬件。后端202可以包括形成发送信号106的脉冲序列或生成控制信号的电路和/或其他硬件，该控制信号引导前端200形成包括在发送信号106中的脉冲序列和/或处理(例如，分析)由前端200接收到的回波108。前端200和后端202两者都可以包括在公共外壳中。例如(并且如下所述)，前端200和后端202可以彼此相对靠近(例如，在几厘米或几米内)和/或包含在同一外壳中。可替代地，前端200可以远离后端202。前端200和/或后端202的组件在图12中被示意性地示出为通过线和/或箭头连接，线和/或箭头可以表示导电连接(例如，导线、总线等)和/或无线连接(例如，无线网络)。

前端200包括发送天线204和接收天线206。发送天线204朝向目标对象104发送发送信号106，并且接收天线206接收至少部分地由目标对象104反射的回波108。作为一个示例，发送天线204可以发送射频(RF)电磁信号作为发送信号106，诸如频率为24千兆赫(GHz)±1.5GHz的RF信号。可替代地，发送天线204可以发送其他类型的信号(诸如光信号)和/或其他频率的信号。在光发送的情况下，天线可以由激光器或LED或者其他设备代替。接收器可以由光电探测器或光电二极管代替。

前端200的前端发送器208(图12中的“RF前端”、“发送器”和/或“TX”)与发送天线204通信耦合。前端发送器208形成发送信号106并将发送信号106提供给发送天线204，使得发送天线204可以传送(例如，发送)发送信号106。在所示的实施例中，前端发送器208包括混频器210A、210B和放大器212。可替代地，前端发送器208可以不包括放大器212。混频器210A、210B将由后端202提供的脉冲序列或模式与振荡信号216(例如，载波信号)相组合(例如，调制)，以形成由发送天线204传送的发送信号106。在一个实施例中，混频器210A、210B将从一个或多个发送(TX)模式生成器228A、228B接收到的模式信号230A、230B(图12中的“基带信号”)乘以振荡信号216。模式信号230包括由模式码生成器228形成的模式。如下所述，模式信号230可以包括以已知的或指定的序列布置的若干个比特。

前端200的振荡设备214(图12中的“振荡器”)生成被传送到混频器210A、210B的振荡信号216。作为一个示例，振荡设备214可以包括或表示压控振荡器(VCO)，该压控振荡器基于被输入到振荡设备214中的电压信号(诸如通过设置在感测装置102中的电源(例如电池)和/或由(图11中所示的)控制单元112提供的电压信号)生成振荡信号216。放大器212可以增加发送信号106的强度(例如，增益)。

在所示的实施例中，混频器210A接收模式信号230A的同相(I)分量或通道，并将模式信号230A的I分量或通道与振荡信号216混频，以形成发送信号106的I分量或通道。混频器210B接收模式信号230B的正交(Q)分量或通道，并将模式信号230B的I分量或通道与振荡信号216混频，以形成发送信号106的Q分量或通道。

当TX基带信号230流向混频器210时，生成发送信号106(例如，I通道和Q通道中的一个或两个)。数字输出门250可以被设置在TX模式生成器和混频器210之间，用于对TX基带信号230的附加控制。在发送天线204发送一个或多个发送信号106的突发之后，感测部件102可以从发送模式(mode)(例如，包括对发送信号106的发送)切换到接收模式，以接收来自目标对象104的回波108。在一个实施例中，感测部件102在发送模式下可以不接收或感测回波108，和/或在接收模式下可以不发送发送信号106。当感测部件102从发送模式切换到接收模式时，数字输出门250可以减少由发送器208生成的发送信号106到被消除(例如，减少到零强度)的时间点的时间量。例如，门250可以包括三态功能和差分高通滤波器(由门250表示)。基带信号230在到达上变频混频器210之前通过滤波器。门250可以与(图11中所示的)控制单元112通信耦合，并由控制单元112控制，使得当发送信号106(或若干个发送信号106的突发)被发送并且感测部件102切换以接收回波108时，控制单元112可以引导门250的滤波器进入三态(例如高阻抗)模式。在启动三态模式之后，跨门250的差分输出端的高通滤波器可以相对快速地降低输入发送信号106。作为结果，当感测部件102接收回波108时，防止了发送信号106流向发送天线204和/或泄漏到接收天线206。

前端200的前端接收器218(“RF前端”、“接收器”和/或“RX”)与接收天线206通信耦合。前端接收器218从接收天线206接收表示回波108的回波信号224(或表示回波108的数据)。在一个实施例中，回波信号224可以是模拟信号。接收天线206可以基于接收到的回波108生成回波信号224。在所示的实施例中，放大器238可以被设置在接收天线206和前端接收器218之间。前端接收器218可以包括放大器220和混频器222A、222B。可替代地，可以不提供放大器220、238中的一个或多个。放大器220、238可以增加回波信号224的强度(例如，增益)。混频器222A、222B可以包括或表示一个或多个混频设备，其接收回波信号224的不同分量或通道，以与来自振荡设备214的振荡信号216(或振荡信号216的副本)混频。例如，混频器222A可以组合模拟回波信号224和振荡信号216的I分量，以将回波信号224的I分量提取为第一基带回波信号226A，该第一基带回波信号226A被传送到感测装置102的后端202。第一基带回波信号226A可以包括基带回波信号的I分量或通道。混频器222B可以组合模拟回波信号224和振荡信号216的Q分量，以将模拟回波信号224的Q分量提取为第二基带回波信号226B，该第二基带回波信号226B被传送到感测装置102的后端202。第二基带回波信号226B可以包括基带回波信号的Q分量或通道。在一个实施例中，回波信号226A、226B可以被统称为基带回波信号226。在一个实施例中，混频器222A、222B可以将回波信号224乘以振荡信号216的I分量和Q分量，以形成基带回波信号226A、226B。

感测装置102的后端202包括发送(TX)模式码生成器228，其生成包括在发送信号106中的模式信号230。发送模式码生成器228包括发送码生成器228A、228B。在所示的实施例中，发送码生成器228A生成I分量或通道模式信号230A(图12中的“I TX模式”)，而发送码生成器228B生成Q分量或通道模式信号230B(图12中的“Q TX模式”)。由发送模式码生成器228生成的发送模式可以包括具有已知的或指定的二进制数位(digit)序列或比特序列的数字脉冲序列。比特包括可以具有两个值(诸如1或0、高或低、开(ON)或关(OFF)、+1或-1等的值)之一的信息单元。可替代地，比特可以被数位、可以具有三个或更多个值之一的信息单元等代替。脉冲序列可以由图11所示的系统100的操作者选择(诸如通过使用图11所示的输入设备114)、可以硬连线或编程到模式码生成器228的逻辑中、或者可以以其他方式被建立。

发送模式码生成器228创建比特模式，并且将模式信号230A、230B中的模式传送给前端发送器208。模式信号230A、230B可以被单独地或统称为模式信号230。在一个实施例中，模式信号230可以以不大于3GHz的频率被传送到前端发送器208。可替代地，模式信号230可以以更高的频率被传送到前端发送器208。发送模式码生成器228还将模式信号230传送给相关器设备232(图12中的“相关器”)。例如，模式码生成器228可以生成被发送给相关器设备232的模式信号的副本。

后端部分202包括或表示硬件(例如，一个或多个处理器、控制器等)和/或硬件逻辑(例如，存储在有形和非暂时性计算机可读存储介质上的、用于引导硬件的操作的一个或多个指令集，诸如存储在计算机存储器上的计算机软件)。RX后端部分202B接收来自模式码生成器228的模式信号230和来自前端接收器200的基带回波信号226(例如，信号226A、226B中的一个或多个)。RX后端部分202B可以执行基带回波信号226的一个或多个分析阶段，以便确定间隔距离110和/或跟踪和/或检测目标对象104的移动。

如上所述，分析的阶段可以包括粗略阶段、精细阶段和/或超精细阶段。在粗略阶段中，基带处理器232将模式信号230与基带回波信号226进行比较，以确定发送信号106和回波108的粗略的或估计的飞行时间。例如，基带处理器232可以测量发送信号106被发送的时间和模式信号230(或其部分)中的模式和基带回波信号226彼此匹配或基本匹配的后续时间之间的感兴趣的时间延迟，如下所述。感兴趣的时间延迟可以用作对发送信号106和相应的回波108的飞行时间的估计。

在精细阶段中，感测部件102可以将模式信号230的复制副本(replicated copy)与基带回波信号226进行比较。模式信号230的复制副本可以是包括被延迟了在粗略阶段期间测量的感兴趣的时间延迟的模式信号230的信号。感测部件102将模式信号230的复制副本与基带回波信号226进行比较，以确定复制模式信号和基带回波信号226之间的重叠或失配的时间量或程度。这种时间重叠或失配可以表示飞行时间的附加部分，该附加部分可以被加到从粗略阶段计算出的飞行时间中。在一个实施例中，精细阶段检查基带回波信号226和复制模式信号的I分量和/或Q分量。

在超精细阶段中，感测部件102还可以检查基带回波信号226和复制模式信号的I分量和/或Q分量，以确定基带回波信号226和复制模式信号的I分量和/或Q分量之间的时间重叠或失配。基带回波信号226和复制模式信号的Q分量的时间重叠或失配可以表示附加时间延迟，该时间延迟可以被加到(例如，通过检查I分量和/或Q分量)从粗略阶段和精细阶段计算出的飞行时间中，以确定相对准确的飞行时间估计。可替代地或附加地，超精细阶段可以用于精确地跟踪和/或检测在感兴趣的比特内的目标对象104的移动。术语“精细”和“超精细”用于表示精细阶段相对于粗略阶段可以提供对飞行时间(t

如上所述，超精细阶段确定可以包括与粗略阶段确定类似的过程。例如，粗略阶段确定可以检查接收模式的I通道与数据流，以确定数据流的不同子集的相关值，并且根据这些相关值来确定感兴趣的子集和相应的飞行时间，如本文所述的。超精细阶段确定可以使用接收模式的I通道和/或Q通道与数据流来确定数据流的不同子集的相关值，并且根据这些相关值来确定感兴趣的子集和飞行时间。来自I通道和Q通道的飞行时间可以被组合(例如，被平均)以计算到目标的飞行时间和/或间隔距离。由超精细阶段确定计算的相关值可以用于计算附加时间延迟，该附加时间延迟可以被加到来自粗略阶段和/或精细阶段的时间延迟中，以确定到目标的飞行时间和/或间隔距离。可替代地或附加地，可以检查I通道和Q通道中的波形的相关值，以解析回波的相位，从而计算间隔距离或目标的运动。

后端202可以包括第一基带处理器232A(图12中的“I基带处理器”)和第二基带处理器232B(图12中的“Q基带处理器”)。第一基带处理器232A可以检查回波信号226A的I分量或通道，并且第二基带处理器232B可以检查回波信号226B的Q分量或通道。后端202可以提供测量信号234作为对基带回波信号226的分析的输出。在一个实施例中，测量信号234包括来自第一基带处理器232A的I分量或通道测量信号234A和来自第二基带处理器232B的Q分量或通道测量信号234B。测量信号234可以包括间隔距离110和/或飞行时间。总位置估计260可以被传送到(图11中所示的)控制单元112，使得控制单元112可以将表示间隔距离110和/或飞行时间的数据或信息用于一个或多个其他用途、计算等，和/或用于在(图11中所示的)输出设备116上向操作者进行呈现。

如下所述，还包括在发送信号106中已被发送的模式(例如，比特的脉冲序列)或其部分的相关窗口可以与基带回波信号226进行比较。与基带回波信号226的不同子集或部分相比，相关窗口可以从基带回波信号226中表示回波信号226的开始的位置(例如，与发送信号106被发送的时间(但是该时间可以是也可以不是基带回波信号的确切开始的时间)相对应的时间)开始并且连续地逐渐偏移或延迟，或者以任何其他次序偏移或延迟。可以计算表示相关窗口中的脉冲序列和基带回波信号226的子集或部分之间的匹配程度的相关值，并且可以基于基带回波信号226的开始和一个或多个最大或相对较大的相关值之间的时间差来确定感兴趣的时间延迟(例如，近似的飞行时间)。最大或相对较大的相关值可以表示发送信号106从目标对象104的至少部分反射，并且可以被称为感兴趣的相关值。

如本文所使用的，术语“最大”、“最小”及其形式分别不限于绝对最大值和绝对最小值。例如，尽管“最大”相关值可以包括最大可能的相关值，但是“最大”相关值也可以包括大于一个或多个其他相关值的相关值，但是不一定是可以获得的最大可能的相关值。类似地，尽管“最小”相关值可以包括最小可能的相关值，但是“最小”相关值也可以包括小于一个或多个其他相关值的相关值，但是不一定是可以获得的最小可能的相关值。

然后，感兴趣的时间延迟可以用于计算来自粗略阶段的间隔距离110。例如，在一个实施例中，间隔距离110可以被估计或计算为：

其中d表示间隔距离110，t

继续参考图12所示的感测部件102，图13A和图13B是根据一个实施例的发送信号106和相应的回波108的飞行时间的粗略阶段确定的示意图。“粗略”是指可以对从反射的回波108生成的(图12中所示的)相同或不同的回波信号224进行一次或多次附加测量或分析，以提供对飞行时间(t

图13A示出了表示(图11中所示的)发送信号106的方波形发送信号322和数字化回波信号226。图13A中所示的回波信号226可以表示回波信号226的I分量或通道(例如，信号226A)。信号322、226沿着表示时间的水平轴304被示出。发送信号322包括模式波形段326，该模式波形段326表示包括在发送信号106中的模式。在所示的实施例中，模式波形段326对应于101011的比特模式，其中0表示发送信号322的低值328，而1表示发送信号322的高值330。低值328或高值330中的每一个都在比特时间332上出现。在所示的实施例中，每个模式波形段326包括六个比特(例如，六个0和1)，使得每个模式波形段326在六个比特时间332上延伸。可替代地，模式波形段326中的一个或多个可以包括低值328或高值330的不同序列和/或在不同数量的比特时间332上出现。

在一个实施例中，基带回波信号226包括方波序列(例如，低值328和高值330)，但是波可以具有其他形状。回波信号226可以被表示为(下面结合图13B示出和描述的)数字回波信号740。如下所述，可以将数字回波信号740的不同部分或子集与发送信号106的模式序列(例如，模式波形段326)进行比较，以确定感兴趣的时间延迟或估计的飞行时间。如图13A所示，基带回波信号226的方波(例如，低值328和高值330)可以不与发送信号322的比特时间332完全对准。

图13B示出了沿着表示时间的轴304的图13A的数字化回波信号740。如图13B所示，数字化回波信号740可以被示意性地示为比特300、302的序列。数字化回波信号740中的每个比特300、302可以表示数字化回波信号740的不同低值328或高值330(如图13A所示)。例如，比特300(例如，“0”)可以表示数字化回波信号740的低值328，并且比特302(例如，“í”)可以表示数字化回波信号740的高值330。

基带回波信号226开始于轴304的发送时间(t

基带处理器232从模式生成器228获得接收模式信号240，类似于包括在发送信号106中的发送模式(例如，在信号230中)，接收模式信号240可以包括表示比特序列的波形信号，诸如图13中所示的数字脉冲序列接收模式306。

基带处理器232将接收模式306与回波信号226进行比较。在一个实施例中，接收模式306是包括在来自模式码生成器228的发送信号106中的比特的发送模式的副本，如上所述。可替代地，接收模式306可以不同于包括在发送信号106中的发送模式。例如，接收模式306可以具有不同的比特序列(例如，具有表示不同的比特序列的一个或多个不同的波形)和/或具有比发送模式更长或更短的比特序列。接收模式306可以由模式波形段326中的一个或多个或模式波形段326的部分来表示，如图13A中所示的。

基带处理器232使用接收模式306的全部或部分作为相关窗口320，该相关窗口320与数字化回波信号740的不同部分进行比较，以便计算不同位置处的相关值(CV)。相关值表示接收模式306和数字化回波信号740之间、跨在数字化回波信号740中的不同比特子集的不同的匹配程度。在图13所示的示例中，相关窗口320包括六个比特300、302。可替代地，相关窗口320可以包括不同数量的比特300、302。相关器设备731可以沿回波信号740在时间上偏移相关窗口320，以便识别回波信号740的哪个部分(例如，回波信号226的哪个子集)比回波信号740的一个或多个(或全部)其他部分更紧密匹配相关窗口320中的模式。在一个实施例中，当在粗略阶段确定中操作时，第一基带处理器232A将相关窗口320与回波信号226的I分量或通道进行比较。

例如，相关器设备731可以将相关窗口320中的比特与数字化回波信号740中的比特300、302的第一子集308进行比较。例如，相关器设备731可以将接收模式306与数字化回波信号740的前六个比特300、302进行比较。可替代地，相关器设备731可以通过将接收模式306与数字化回波信号740的不同子集进行比较来开始。相关器设备731通过确定第一子集308中的比特300、302的序列与接收模式306中的比特300、302的序列的匹配程度，来计算数字化回波信号740中的比特的第一子集308的第一相关值。

在一个实施例中，相关器设备731将第一值(例如，+1)分配给与相关窗口320相比较的数字化回波信号740的子集中、与相关窗口320中的比特300、302的序列相匹配的那些比特300、302，并且将不同的第二值(例如，-1)分配给被检查的数字化回波信号740的子集中、不与比特300、302的序列相匹配的那些比特300、302。可替代地，可以使用其他值。然后，相关器设备731可以对数字化回波信号740的子集的这些分配值求和，以导出子集的相关值。

关于数字化回波信号中的比特的第一子集308，只有第四比特(例如零)和第五比特(例如一)与相关窗口320中的第四比特和第五比特相匹配。第一子集308中的剩余四个比特与相关窗口320中的相应的比特不匹配。作为结果，如果+1被分配给匹配的比特，而-1被分配给不匹配的比特，则数字化回波信号740的第一子集308的相关值被计算为-2。另一个方面，如果+1被分配给比特，而0被分配给不匹配的比特，则数字化回波信号740的第一子集308的相关值被计算为+2。如上所述，可以使用其他值来代替+1和/或-1。

然后，相关器设备731通过将相关窗口320中的比特300、302的序列与数字化回波信号740的另一个(例如，稍后的或后续的)子集进行比较来偏移相关窗口320。在所示的实施例中，相关器设备731将相关窗口320与数字化回波信号740中的第六比特至第七比特300、302进行比较，以计算另一个相关值。如图13所示，与相关窗口320相比较的子集可以至少部分地彼此重叠。例如，与相关窗口320相比较的子集中的每一个可以彼此重叠除了每个子集中的一个比特之外的所有比特。在另一个示例中，子集中的每一个可以彼此重叠每个子集中较少数量的比特、或者甚至根本不重叠。

相关器设备731可以继续将相关窗口320与数字化回波信号740的不同子集进行比较，以计算子集的相关值。继续上述示例，相关器设备731计算图13中所示的数字化回波信号740的不同子集的相关值。在图13中，相关窗口320被示为偏移到与相关窗口320相比较的子集之下，与相关窗口320相比较的子集的相关值被示出为在相关窗口320的右侧(对于匹配使用+1的值，而对于不匹配使用-1的值)。如所示示例中示出的，与数字化回波信号226中的第五比特至第十比特300、302相关联的相关值具有比其他子集的一个或多个其他相关值大的相关值(例如，+6)、或者是相关值的最大值。

在另一个实施例中，包括在相关窗口320中并与数字化回波信号740的子集相比较的接收模式306可以包括发送信号106(如图11所示)中包括的发送模式的部分，并且少于发送模式的整体。例如，如果发送信号106中的发送模式包括表示十三个(或不同数量的)比特300、302的数字脉冲序列的波形，则相关器设备731可以使用接收模式306，该接收模式包括少于包括在发送模式中的十三个(或不同数量的)比特300、302的。

在一个实施例中，相关器设备731可以通过对接收模式306应用掩模来形成相关窗口320(也被称为掩模接收模式)，从而将少于整体的接收模式306与子集进行比较。关于图13所示的接收模式306，相关器设备731可以将包括序列“000111”(或另一个掩模)的掩模应用于接收模式306，以从接收模式306中消除前三个比特300、302，使得只有后三个比特300、302与数字化回波信号740的各个子集进行比较。可以通过将掩模中的每个比特乘以接收模式306中的相应比特来应用掩模。在一个实施例中，当相关窗口320与子集进行比较时，相同的掩模也被应用于数字化回波信号740的子集中的每一个。

相关器731可以将最大的、大于一个或多个相关值的和/或大于指定阈值的相关值识别为感兴趣的相关值312。在所示的示例中，第五相关值(例如+6)可以是感兴趣的相关值312。数字化回波信号740中对应于感兴趣的相关值312的一个或多个比特的子集可以被识别为一个或多个感兴趣的子集314。在所示的示例中，感兴趣的子集314包括数字化回波信号740中的第五比特至第十比特300、302。在这个示例中，如果感兴趣的子集的开始被用于识别感兴趣的子集，那么感兴趣的延迟将是五。可以识别多个感兴趣的子集，在多个感兴趣的子集中，(图11中所示的)发送信号106被(图11中所示的)多个目标对象104(诸如位于距感测部件102不同间隔距离110的不同的目标对象104)反射。

数字化回波信号740的子集中的每一个都可以与数字化回波信号740的开始(例如t

与感兴趣的子集相关联的时间延迟(t

为了确定数据和信号通过这些组件的传播时间，可以采用校准例程。可以对已知距离的目标进行测量。例如，一个或多个发送信号106可以被发送到与发送和/或接收天线204、206相距已知间隔距离110的目标对象104。发送信号106的飞行时间的计算可以如上所述进行，并且飞行时间可以用于确定计算出的间隔距离110。基于实际的已知间隔距离110和计算出的间隔距离110之间的差，可以计算基于通过感测部件102的组件的传播时间的测量误差。然后，该传播时间可以用于进一步校正(例如，缩短)使用感测部件102计算出的飞行时间。

在一个实施例中，感测部件102可以发送发送信号106的若干个突发，并且相关器设备731可以计算基于发送信号106的反射的回波108的数字化回波信号740的若干个相关值。若干个发送信号106的相关值可以通过公共的时间延迟(t

图14示出了在图11中所示的若干个发送信号106上计算和平均的相关值的一个示例。相关值400沿着表示时间(例如，时间延迟或飞行时间)的水平轴402和表示相关值400的幅度的垂直轴404被示出。如图14所示，可以基于在若干个发送信号106上被分组的多个相关值400来识别若干个尖峰406、408。尖峰406、408可以与(图11中所示的)发送信号106从其反射的一个或多个目标对象104相关联。如上所述，与尖峰406、408中的一个或多个相关联的时间延迟(例如，沿着水平轴402的时间)可以用于计算与尖峰406、408相关联的目标对象104中的一个或多个的间隔距离110。

图15是图12所示的感测部件102的另一个示意图。感测部件102在图5中被示为包括无线电前端500和处理后端502。无线电前端500可以包括(图12中所示的)感测部件102的前端200中包括的组件中的至少一些，并且处理后端502可以包括(图12中所示的)感测部件102的后端202的组件中的至少一些，和/或前端200的一个或多个组件(例如，图12中所示的前端发送器208和/或接收器218)。

如上所述，在一个实施例中，接收到的回波信号224可以由用于高速光通信系统的电路506(例如，由图12中所示的前端接收器218)来调节。这种调节可以仅包括放大和/或量化。然后，信号224可以被传递到数字化器730，数字化器730基于信号224创建数字信号，然后该数字信号被传递到相关器731(如下所述)，用于与原始发送序列进行比较，以提取飞行时间信息。相关器设备731和调节电路可以统称为感测装置102的基带处理部分。

同样如上所述，模式码生成器228生成在模式信号230中传送的模式(例如，数字脉冲序列)。数字脉冲序列可以是相对高速的，以便使脉冲更短，并且增加(图11中所示的)系统100的准确度和/或精度，和/或在非常宽的频带上扩散发送的无线电能量。如果脉冲足够短，则带宽可能足够宽，以被分类为超宽带(UWB)。作为结果，系统100可以在22-27GHz UWB频带和/或3-10GHz UWB频带中操作，这些频带在(具有区域变化的)全球范围内可用于未经许可的操作。

在一个实施例中，数字脉冲序列由一个或多个数字电路生成，诸如相对较低功率的现场可编程门阵列(FPGA)504。FPGA 504可以是被设计为在制造后由消费者或设计者配置以实现数字或逻辑系统的集成电路。如图15所示，FPGA 504可以被配置为执行脉冲码生成器228和相关器设备731的功能。脉冲序列可以由一个或多个电路508缓冲和/或调节，然后被直接传递到前端500的发送无线电(例如，前端发送器208)。

图16是图12所示的感测部件102的前端200的一个实施例的示意图。感测部件102的前端200可替代地被称为(图15中所示的)感测部件102的无线电前端500或“无线电”。在一个实施例中，前端200包括直接转换发送器600(图16中的“TX芯片”)和接收器602(图6中的“RX芯片”)，前端200具有公共频率参考生成器604(图16中的“VCO芯片”)。发送器600可以包括或表示(图12中所示的)前端发送器208，并且接收器602可以包括或表示(图12中所示的)前端接收器218。

公共频率参考生成器604可以是或包括图12中所示的振荡器设备214。公共频率参考生成器604可以是产生频率参考信号作为振荡信号216的压控振荡器(VCO)。在一个实施例中，参考信号216的频率是(图11中所示的)发送信号106的指定的或期望的载波频率的一半。可替代地，参考信号216可以是另一个频率，诸如与载波频率、载波频率的整数倍或因数(divisor)相同的频率等。

在一个实施例中，参考生成器604发射频率参考信号216，该频率参考信号216是载波频率一半频率的正弦波。参考信号被等分，并且被传送到发送器600和接收器602。尽管参考生成器604能够根据输入控制电压改变参考信号216的频率，但是参考生成器604可以在固定的控制电压下操作，以便使参考生成器604输出固定频率的参考信号216。这是可以接受的，因为发送器600和接收器602之间的频率相干性可以被自动地保持。此外，这种布置可以允许发送器600和接收器602之间的相干性，而不需要锁相环(PLL)或可能限制感测部件102操作的准确度和/或速度的其他控制结构。在另一个实施例中，可以添加PLL用于其他目的，诸如稳定载波频率或以其他方式控制载波频率。

参考信号216可以被分离并发送到发送器600和接收器602。如上所述，参考信号216驱动发送器600和接收器602。发送器600可以驱动(例如，激活以发送图11中所示的发送信号106)发送天线204(图12中所示)。接收器602可以通过与发送天线204分离的接收天线206(图12中所示)接收返回回波信号。这可以减少对设置在发送器600和接收器602之间的T/R(发送/接收)切换的需要。发送器600可以上变频定时参考信号216，并通过发送天线204发送RF发送信号606，以便驱动发送天线204发送发送信号106(图11所示)。在一个实施例中，发送器600的输出可以处于最大频率或处于大于(图11中所示的)感测部件102中的一个或多个其他频率的频率。例如，来自发送器600的发送信号606可以处于载波频率。该发送信号606可以被直接馈送到发送天线204，以最小化或减少由发送信号606引起的损耗。

在一个实施例中，发送器600可以从模式生成器604和/或(图12中所示的)模式码生成器228获取分离的同相(I)和正交(Q)数字模式或信号。这可以允许增加发送信号606的灵活性和/或允许发送信号606“在飞行中”或在发送信号106的发送期间被改变。

如上所述，接收器602还可以从参考生成器604接收频率参考信号216的副本。(图11中所示的)返回回波108由(图12中所示的)接收天线206接收，并且可以作为回波信号224被直接馈送到接收器602。由于在回波信号224进入接收器602之前，回波信号224传播了最小或相对较小的距离，所以这种布置可以给系统最大或增加的可能输入信噪比(SNR)。例如，回波信号224可以不传播或以其他方式通过切换机，例如发送/接收(TX/RX)切换机。

接收器602可以下变频以载波频率为中心的相对宽的频谱块，以产生基带信号(例如，图12中所示的基带回波信号226)。然后，基带信号可以由(图11中所示的)感测部件102的基带模拟部分(诸如相关器设备731(图12中所示)和/或一个或多个其他组件)处理，以提取飞行时间(t

频率参考信号216可以包含或包括两个或更多个单独的信号，诸如相对于彼此相移的I和Q分量。相移后的信号也可以由发送器600和接收器602在内部生成。例如，信号216可以被生成为包括两个或更多个相移后的分量(例如，I和Q分量或通道)、或者可以被生成并且随后被修改为包括两个或更多个相移后的分量。

在一个实施例中，前端200提供发送信号606和回波信号224之间相对高的隔离。这种隔离可以以一种或多种方式实现。第一，发送和接收组件(例如，发送器600和接收器602)可以被设置在物理上分离的芯片、电路或其他硬件中。第二，参考生成器604可以在载波频率的一半工作，从而可以减少馈通(feed-through)。第三，发送器600和接收器602可以具有也彼此物理隔离的专用的(例如，分离的)天线204、206。这种隔离可以允许消除本来可能包括在系统100中的TX/RX切换机。避免使用TX/RX切换机还可以消除图11中所示的发送信号106和接收回波108之间的切换(switch-over)时间。减少切换时间能够使系统100更准确地和/或更精确地测量到相对接近的目标对象104的距离。例如，减少该切换时间可以减少感测部件102和目标对象104之间可能需要的阈值距离，以便感测部件102在发送信号106被接收为回波108之前测量图11中所示的间隔距离110。

图17是图11中所示系统100的基带处理系统232的一个实施例的电路图。在一个实施例中，基带处理系统232包括在(图11中所示的)感测部件102中，或者与系统100分离、但是可操作地与系统100耦合，以在系统100、232之间传送一个或多个信号。例如，基带处理系统232可以与(图12中所示的)前端接收器218耦合，以接收回波信号226(例如，回波信号226A和/或226B)。例如，系统232的至少部分可以被设置在前端接收器218和图17中所示的控制和处理单元(CPU)270之间。基带处理系统232可以提供上述粗略和/或精细和/或超精细阶段确定。

在一个实施例中，在粗略阶段确定之后，(图11中所示的)系统100在发送信号106中包括精细发送模式(例如，用于精细阶段确定的发送模式)。例如，在第一发送信号106(或若干个发送信号106的一个或多个突发)中发送第一发送模式以使用粗略阶段并计算回波信号226中的时间延迟(和/或飞行时间)之后，第二发送模式可以被包括在用于飞行时间的精细阶段确定的后续的第二发送信号106(或其部分)中。粗略阶段中的发送模式可以与精细阶段中的发送模式相同。可替代地，精细阶段的发送模式可以诸如通过在发送信号106的脉冲序列模式中包括一个或多个不同的波形或比特，而不同于粗略阶段的发送模式。

基带处理系统232从前端接收器218接收回波信号226(例如，回波信号226A的I分量或通道和/或回波信号226B的Q分量或通道)(图11中所示)。从前端接收器218接收到的回波信号226在图17中被称为“I或Q基带信号”。如下所述，系统232还可以从(图12中所示的)模式码生成器228接收接收模式信号728(图17中的“I或Q精细对准模式”)。尽管未在图12或图17中示出，但是模式码生成器228和系统232可以通过一个或多个导电路径(例如，总线、导线、电缆等)相耦合，以彼此通信。系统232可以提供输出信号702A、702B(被统称或单独称为输出信号702，并且在图17中被示为“针对I或Q通道的数字能量估计”)。在一个实施例中，基带处理系统232是模拟处理系统。在另一个实施例中，基带处理系统232是由模拟和/或数字性质的组件和信号组成的混合模拟和数字系统。

由系统232接收到的数字化回波信号226可以由基带处理系统232的信号调节组件调节，诸如通过使用转换放大器704(例如，诸如通过将电流转换为电压信号来转换基带回波信号226的放大器)来修改信号。在一个实施例中，转换放大器704包括或表示跨阻抗放大器，或图17中的“TIA”)。信号调节组件可以包括第二放大器706(例如，限幅放大器或图17中的“限幅放大器”)。转换放大器704可以对相对小的输入信号进行操作，以产生差分信号708(其也可以由转换放大器704和/或一个或多个其他组件放大和/或缓冲)，该输入信号可以是单端(例如，非差分)信号。该差分信号708的振幅可以仍然相对较小。在一个实施例中，然后，差分信号708被传递到增加差分信号708的增益的第二放大器706。可替代地，如果转换放大器704产生足够大(例如，在振幅和/或能量方面)的输出差分信号710，则第二放大器706可以不包括在系统232中。第二放大器706可以提供相对较大的增益，并且可以容许饱和输出710。第二放大器706中可以有内部正反馈，使得差分信号708中即使相对较小的输入差也可以产生较大的输出信号710。在一个实施例中，第二放大器706量化接收到的差分信号708的振幅，以产生输出信号710。

第二放大器706可以用于确定输入差分信号708的符号(sign)以及符号从一个值变为另一个值的时间。例如，在一个实施例中，第二放大器706可以充当仅具有一比特精度的模数转换器。可替代地，第二放大器706可以是高速模数转换器，其以相对较快的速率周期性地采样差分信号708。可替代地，第二放大器可以充当振幅量化器，同时保留基带信号226的定时信息。使用限幅放大器作为第二放大器706可以提供相对高的增益和相对大的输入动态范围。作为结果，被供给限幅放大器的相对小的差分信号708可以产生健康的(例如，相对高的振幅和/或信噪比)输出信号710。此外，可能另外导致另一个放大器被过驱动较大的差分信号708(例如，具有相对高的振幅和/或能量)反而导致受控的输出条件(例如，限幅放大器的限幅操作)。第二放大器706可以具有相对快的恢复时间或者没有恢复时间，使得第二放大器706可以不进入误差或饱和状态，并且可以继续响应被输入到第二放大器706中的差分信号708。当输入差分信号708返回到可接受的水平(例如，较低的振幅和/或能量)时，第二放大器706可以避免其他放大器从(由输入差分信号708引起的)过驱动状态恢复所需的时间。第二放大器706可以避免在这样的恢复时间期间丢失输入信号。

接收(例如，来自第二放大器706的)输出差分信号710的切换设备712(图17中的“切换机”)可以控制输出差分信号710被发送到哪里。例如，切换设备712可以在状态之间交替，其中，在一种状态(例如，粗略获取或确定状态)下，切换设备712将输出差分信号710沿着第一路径716导向数字化器730，然后导向相关器设备731。数字化器730包括一个或多个模拟或数字组件(诸如处理器、控制器、缓冲器、数字门、延迟线、采样器等)，其将接收到的信号数字化为数字信号，诸如上面结合图13B描述的数字回波信号740。如上所述，第一路径716用于提供飞行时间的粗略阶段确定。在一个实施例中，信号710可以在到达相关器设备731之前通过另一个放大器714和/或一个或多个其他组件，以用于粗略阶段确定。在另一种状态下，切换设备712将输出差分信号710沿着不同的第二路径718导向一个或多个其他组件(如下所述)。在所示的实施例中，第二路径718用于飞行时间的精细阶段确定。

切换设备712可以将信号(例如，输出差分信号710)的流动方向从第一路径716改变到第二路径718。切换设备712的控制可以由(图11中所示的)控制单元112提供。例如，控制单元112可以向切换设备712传送控制信号，以控制信号在经过切换设备712之后流向哪里。

由切换设备712接收到的输出差分信号710可以被传送到第二路径718中的比较设备720。可替代地，切换设备712(或另一个组件)可以将差分信号710转换为被输入到比较设备720中的单端信号。比较设备720还从(图12中所示的)模式生成器228接收接收模式信号728。接收模式信号728在图17中被称为“I或Q精细对准模式”。接收模式信号728可以包括在用于生成由系统232分析的回波信号226的发送信号106中被发送的相同发送模式的副本。可替代地，接收模式信号728可以不同于在用于生成由系统232分析的回波信号226的发送信号106中被发送的发送信号。

比较设备720将从切换设备712接收到的信号与接收模式信号728进行比较，以识别回波信号226和接收模式信号728之间的差。

在一个实施例中，接收模式信号728包括被通过粗略阶段确定所识别的时间延迟(例如，飞行时间)延迟的模式。然后，比较设备720可以将模式信号728中的该时间延迟后的模式与(例如，由放大器704、710修改的)回波信号226进行比较，以识别时间延迟后的模式信号728和回波信号226之间的重叠或失配。

在一个实施例中，比较设备720可以包括或表示作为相对高速XOR门的限幅放大器。“XOR门”包括接收两个信号并在两个信号不同时产生第一输出信号(例如，“高”信号)和在两个信号相同时产生第二输出信号(例如，“低”信号)或不产生信号的设备。

在另一个实施例中，系统可以仅包括粗略基带处理电路716或精细基带处理电路718。在这种情况下，也可以消除切换712。例如，这可能是为了降低整个系统的成本或复杂性。作为另一个示例，系统可能不需要精细准确度，并且期望对粗略部分716的快速响应。粗略、精细和超精细阶段可以在不同时间以任何组合被使用，以平衡各种性能指标。智能控制可以由操作者手动提供、或者由处理器或控制器(诸如控制单元112)基于存储在有形计算机可读存储介质(诸如计算机存储器)上的一个或多个指令集(诸如软件模块或程序)自主地控制组件102来自动地生成。智能控制可以手动地或自动地在使用哪个阶段和/或何时基于来自一个或多个其他阶段的反馈进行切换。例如，基于来自粗略阶段的确定(例如，估计的飞行时间或间隔距离)，感测部件102可以手动地或自动地切换到精细和/或超精细阶段，以进一步细化飞行时间或间隔距离和/或监视目标对象104的移动。

继续参考图17，图18是在一个实施例中比较设备720如何将基带回波信号226的部分800与时间延迟后的模式信号728的部分802进行比较的一个示例的示意图。尽管仅示出了模式信号728的部分800和回波信号226的部分802，但是比较设备720可以将回波信号226的更多或全部与模式信号728进行比较。回波信号226的部分800和模式信号728的部分802被示为彼此上下设置，并且位于表示时间的水平轴804上方。输出信号806表示从比较设备720输出的信号。输出信号806表示回波信号226的部分800和模式信号728的部分802之间的差(例如，时间滞后、重叠量或其他测量)。比较设备720可以输出单端输出信号806或差分信号作为输出信号806(具有分量806A和806B，如图18所示)。

在一个实施例中，比较设备720基于回波信号226的部分800和时间延迟后的模式信号728的部分802之间的差来生成输出信号806。例如，当两个部分800、802的幅度或振幅为“高”(例如，具有正值)时、或者当两个部分800、802的幅度或振幅为“低”(例如，具有零值或负值)时，比较设备720可以生成具有第一值的输出信号806。在所示的示例中，第一值为零。当两个部分800、802的幅度或振幅不同时(例如，一个具有高值，而另一个具有零或低值)，比较设备720可以生成具有第二值(诸如高值)的输出信号806。

在图18的示例中，除了时间段808、810之外，回波信号226的部分800和模式信号728的部分802具有相同或相似的值。在这些时间段808、810期间，比较设备720生成具有“高”值的输出信号806。这些时间段808、810中的每一个都可以表示部分800、802之间的时间滞后或延迟。在其他时间段期间，比较设备720生成具有不同值(诸如“低”或零值)的输出信号806，如图18所示。可以针对回波信号226和模式信号728的其他部分生成类似的输出信号806。

图19示出了比较设备720如何将基带回波信号226的部分900与模式信号728的部分902进行比较的另一个示例。除了时间段904、906之外，部分900、902具有相同或相似的值。在这些时间段904、906期间，比较设备720生成具有“高”值的输出信号806。在其他时间段期间，比较设备720生成具有不同值(诸如“低”或零值)的输出信号806。如上所述，比较设备720可以将基带信号226的附加部分与模式信号728进行比较，以生成输出信号806中的附加部分或波形。

图20示出了比较设备720如何将基带回波信号226的部分1000与模式信号230的部分1002进行比较的另一个示例。部分1000、1002在图20所示的时间内具有相同或相似的值。作为结果，由比较设备720生成的输出信号806不包括表示部分1000、1002中的差的任何“高”值。如上所述，比较设备720可以将基带信号226的附加部分与模式信号728进行比较，以生成输出信号806中的附加部分或波形。图8、图9和图10中所示的输出信号806仅作为示例被提供，并不旨在限制本文公开的所有实施例。

由比较设备720生成的输出信号806表示基带回波信号226和模式信号728之间的时间未对准，该时间未对准被由粗略阶段确定测量的飞行时间或时间延迟所延迟。时间未对准可以是(图11中所示的)发送信号106和(图11中所示的)回波108的飞行时间的附加部分(例如，被加到飞行时间中的附加部分)，以用于确定(图11中所示的)间隔距离110。

基带信号226和模式信号728之间的时间未对准可以被称为时间滞后。时间滞后可以由时间段808、810、904、906表示。例如，图18中数据流226的时间滞后可以是由时间段808或810所包含的时间、或者基带信号226的部分802跟随(例如滞后)模式信号728的部分800的时间。类似地，基带信号226的部分902的时间滞后可以是时间段904或906。关于图20所示的示例，基带信号的部分1000不滞后于模式信号728的部分1002。如上所述，通过比较更多的基带信号226和时间延迟后的模式信号728，可以测量若干个时间滞后。

为了测量基带信号226和时间延迟后的模式信号之间的时间未对准，输出信号806可以从转换设备720被传送到一个或多个滤波器722。在一个实施例中，滤波器722是低通滤波器。滤波器722生成与输出信号806的能量成比例的能量信号724。输出信号806的能量由输出信号806中波形812、910的大小(例如，宽度)来表示。随着基带信号226和模式信号728之间的时间未对准增加，波形812、910的大小(和能量)增加。作为结果，由能量信号724传达或传送的振幅和/或能量增加。相反地，随着基带信号226和时间延迟后的模式信号728之间的时间未对准减小，波形812、910的大小和/或振幅和/或能量也减小。作为结果，由能量信号724传达或传送的能量减少。

作为另一个示例，上述系统可以使用相反的极性来实现，诸如当基带信号226和时间延迟后的模式信号728相同时产生“高”信号、而当它们不同时产生“低”信号的XNOR比较设备。在该示例中，随着基带信号226和模式信号728之间的时间未对准增加，波形812、910的大小(和能量)减小。作为结果，由能量信号724传达或传送的振幅和/或能量降低。相反地，随着基带信号226和时间延迟后的模式信号728之间的时间未对准减小，波形812、910的大小、振幅和/或能量也增加。作为结果，由能量信号724传达或传送的能量增加。

能量信号724可以被传送到测量设备726(图17中的“ADC”)。测量设备726可以测量能量信号724的能量。然后，所测量的能量可以用于确定由基带信号226和时间延迟后的模式信号728之间的时间未对准表示的飞行时间的附加部分。在一个实施例中，测量设备726周期性地采样能量信号724的能量和/或振幅，以便测量能量信号724的能量。例如，测量设备726可以包括或表示模数转换器(ADC)，模数转换器(ADC)对能量信号724的振幅和/或能量进行采样，以便测量或估计回波信号226和模式信号728之间的对准(或未对准)。采样后的能量可以由测量设备726作为输出信号702传送到控制单元112或其他输出设备或组件(在图17中被示为“针对I或Q通道的数字能量估计”)。

控制单元112(或接收输出信号710的其他组件)可以检查能量信号724的所测量的能量，并计算由基带信号226和时间延迟后的模式信号728之间的时间未对准表示的飞行时间的附加部分。控制单元112还可以计算与时间未对准相关联的间隔距离110的附加部分。在一个实施例中，控制单元112将所测量的能量与一个或多个能量阈值进行比较。不同的能量阈值可以与不同的时间未对准量相关联。基于该比较，时间未对准可以被识别，并且被加到使用上述的粗略阶段确定计算出的飞行时间中。然后，间隔距离110可以基于飞行时间的粗略阶段确定和来自精细阶段确定的飞行时间的附加部分的组合来计算。

图21示出了根据一个示例的被提供给测量设备726的输出信号724和由(图12中所示的)控制单元112或其他组件或设备使用的能量阈值的示例。输出信号702沿着表示时间的水平轴1102和表示能量的垂直轴1104被示出。水平轴1102上方示出了若干个能量阈值1106。尽管示出了八个输出信号724A-H和八个能量阈值1106A-H，但是可替代地，可以使用不同数量的输出信号724和/或能量阈值1106。

测量设备726可以数字化能量信号724以产生能量数据输出信号702。当由CPU 270从(图17中所示的)测量设备726接收到输出信号702时，输出信号706可以与能量阈值1106进行比较，以确定输出信号702超过了能量阈值1106中的哪一个(如果有的话)。例如，具有比与输出信号702A相关联的能量更少的能量(例如，较低的幅度)的输出信号702可以不超过阈值1106中的任何一个，而输出信号702A接近或达到阈值1106A。输出信号702B被确定为超过阈值1106A，但是没有超过阈值1106B。如图21所示，其他输出信号702可以超过一些阈值1106，而不超过其他阈值1106。

在一个实施例中，不同的能量阈值1106与回波信号226和时间延迟后的模式信号728之间的不同的时间未对准相关联。例如，能量阈值1106A可以表示100皮秒的时间未对准，能量阈值1106B可以表示150皮秒的时间未对准，能量阈值1106C可以表示200皮秒的时间未对准，能量阈值1106D可以表示250皮秒的时间未对准等。例如，724B可以是图8中所示情况的结果，并且724E可以是图19中所示情况的结果。

输出信号702的所测量的能量可以与阈值1106进行比较，以确定所测量的能量是否超过阈值1106中的一个或多个。与由输出信号702的能量接近或达到或表示的最大阈值1106相关联的时间未对准可以被识别为回波信号226和时间延迟后的模式信号728之间的时间未对准。在一个实施例中，对于具有或表示小于阈值1106A的能量的输出信号702，没有时间对准可以被识别。

能量阈值1106可以通过将(图11中所示的)目标对象104定位在距(图11中所示的)感测部件102已知的(图11中所示的)间隔距离110处，并观察由输出信号702表示或达到或接近的能量的水平来建立。

除了执行飞行时间的精细阶段确定之外、或者作为执行飞行时间的精细阶段确定的替代，超精细阶段可以用于细化飞行时间测量(例如，增加飞行时间测量的分辨率)、跟踪移动和/或检测(图11中所示的)目标对象104的移动。在一个实施例中，超精细阶段包括比较相同或不同的回波信号226的不同分量或通道作为精细阶段确定。例如，在一个实施例中，粗略阶段确定可以测量来自回波信号226的飞行时间，回波信号226基于从一个或多个发送信号106的第一集合或突发的发送所接收到的回波108，如上所述。精细阶段确定可以测量回波信号226之间的时间未对准量或重叠量，该回波信号226基于从一个或多个发送信号106的后续的第二集合或突发(其可以使用与发送信号106的第一集合或突发的相同或不同的发送模式)的发送所接收到的回波108。如上所述，精细阶段确定可以测量来自发送信号106的第二集合或突发的回波信号226和接收模式信号(其可以是与粗略阶段确定所使用的相同或不同的接收模式)之间的时间未对准，因为该时间未对准被粗略阶段所测量的飞行时间延迟。在一个实施例中，精细阶段确定检查回波信号226的I和/或Q分量或通道。超精细阶段确定可以测量来自与精细阶段确定相同的发送信号106的第二集合或突发、或者来自发送信号106的后续的第三集合或突发的回波信号226的时间未对准。超精细阶段确定可以测量回波信号226和接收模式信号(与精细阶段确定使用的接收模式信号相同或不同)之间的时间未对准，该该时间未对准被粗略阶段所测量的飞行时间延迟。在一个实施例中，超精细阶段测量回波信号226的I和/或Q分量或通道的时间未对准，而精细阶段测量相同或不同的回波信号226的Q和/或I分量或通道的时间未对准。I分量的时间未对准可以作为输出信号702(如上所述)被传送到控制单元112(或其他组件或设备)，而Q分量的时间未对准可以作为输出信号1228被传送到控制单元112(或其他组件或设备)。可替代地或附加地，可以检查I通道和Q通道中的波形的时间滞后，以解析回波的相位，从而计算间隔距离或目标的运动。

如上所述，超精细阶段确定可以可替代地或附加地包括与粗略阶段确定类似的过程。例如，粗略阶段确定可以检查接收模式的I通道与数据流，以确定数据流的不同子集的相关值，并且根据这些相关值，确定感兴趣的子集和相应的飞行时间，如本文所述的。超精细阶段确定可以使用接收模式的Q通道与数据流来确定数据流的不同子集的相关值，并且根据这些相关值，确定感兴趣的子集和飞行时间。来自I通道和Q通道的飞行时间可以被组合(例如，被平均)以计算到目标的飞行时间和/或间隔距离。由超精细阶段确定计算出的相关值可以用于计算附加时间延迟，该附加时间延迟可被加到来自粗略阶段和/或精细阶段的时间延迟中，以确定到目标的飞行时间和/或间隔距离。可替代地或附加地，可以检查I通道和Q通道中的波形的相关值，以解析回波的相位，从而计算间隔距离或目标的运动。

图22是图11中所示系统100的基带处理系统1200的另一个实施例的电路图。在一个实施例中，基带处理系统1200类似于(图17中所示的)基带处理系统232。例如，基带处理系统1200可以通过与感测部件102的前端接收器218、模式码生成器228和/或基带处理器232耦合而被包括在(图11中所示的)感测部件102中。基带处理系统1200包括两个或更多个并行路径1202、1204，基带回波信号226和模式信号的I和Q分量可以流经这些路径以用于处理和分析。例如，第一路径1202可以处理和分析回波信号224和基带回波信号226的I分量，并且第二路径1204可以处理和分析回波信号224和基带回波信号226的Q分量。在所示的实施例中，路径1202、1204中的每一个都包括上述基带处理系统232。可替代地，路径1202、1204中的一个或多个可以包括用于处理和/或分析信号的一个或多个其他组件。在另一个实施例中，只有单个路径1202或1204可以处理和/或分析基带回波信号224和/或基带回波信号226的多个不同的分量。例如，路径1202可以在第一时间段期间检查信号224和/或226的I分量，然后在不同的(例如，之后的或之前的)第二时间段期间检查信号224和/或226的Q分量。

在操作中，回波信号224由前端接收器218接收，并且被分离为分离的I和Q信号1206、1208(本文也被称为I和Q通道)。每个分离的I信号1206和Q信号1208包括回波信号224的相应的I或Q分量，并且可以类似于上面结合图17所示的基带处理系统232所描述的信号被处理和分析。例如，I信号1206和Q信号1208中的每一个可以由每个路径1202、1204中的转换放大器1210(类似于转换放大器704)接收和/或放大，以向另一个放大器1212(例如，类似于图17中所示的放大器706)输出差分信号(例如，类似于图17中所示的信号708)。放大器1212可以产生被提供给切换设备1214的具有增加的增益的信号(例如，类似于图17所示的信号710)。切换设备1214可以类似于(图17中所示的)切换设备712，并且可以将来自放大器1212的信号传送到放大器1216(其可以类似于图17中所示的放大器714)和/或相关器设备232，以用于飞行时间的粗略阶段识别，如上所述。

类似于以上结合(图17中所示的)切换设备712所描述的，切换设备1214可以将来自放大器1212的信号导向比较设备1218(其可以类似于图17中所示的比较设备720)、滤波器1220(其可以类似于图17中所示的滤波器722)和测量设备1222(其可以类似于图17中所示的测量设备726)。比较设备1218可以各自从模式码生成器228接收接收模式信号的不同分量。例如，第一路径1202中的比较设备1218可以接收用于精细阶段的接收模式信号的I分量1224，并且第二路径1202中的比较设备1218可以接收用于超精细阶段的接收模式信号的Q分量1226。比较设备1218生成表示接收模式信号的I分量1224或Q分量1226和回波信号226的I或Q分量之间的时间未对准的输出信号，类似于如上所述的。例如，第一路径1202中的比较设备1218可以输出信号，该信号具有表示基带回波信号226的I分量和时间延迟后的接收模式信号728的I分量之间的时间未对准(例如，与其成比例)的能量。第二路径1204中的比较设备1218可以输出另一个信号，该另一个信号具有表示基带回波信号226的Q分量和时间延迟后的模式信号728的Q分量之间的时间未对准的能量。可替代地，如图17中所示，可以存在在I和Q操作之间被共享的单个路径700。这可以通过交替地提供或切换基带回波信号226A和226B的I和Q分量来实现。

如上所述，从比较设备1218输出的信号的能量可以经过滤波器1220并由测量设备1222测量，以确定与回波信号226和接收模式信号的I和Q分量相关联的时间未对准中的每一个。这些时间未对准可以被加在一起，并且被加到由粗略阶段确定所确定的飞行时间中。如上所述，基带处理器232可以使用来自粗略阶段确定的时间未对准和飞行时间的总和来计算(图11中所示的)间隔距离110。因为回波信号和时间延迟后的接收模式信号的I和Q分量彼此相移大约90度，所以分别检查I和Q分量允许根据下面的等式2计算返回信号108的载波相位，并且可以提供发送信号106和回波108的载波信号的波长的八分之一或更好(更小)数量级的分辨率。可替代地，可以有3个或更多个组件分开不同于90度的量。

在一个实施例中，上述超精细阶段确定可以用于确定改变(图11中所示的)间隔距离110的相对较小的移动。例如，超精细阶段可以用于识别与基带回波信号226中的感兴趣的子集相关联的间隔距离110的部分内相对较小的移动。

图23示出了根据一个实施例的基带回波信号226的I和Q分量的投影。超精细阶段确定可以包括(图12中所示的)基带处理器232将基带回波信号226的I和Q分量的特性投影到矢量上。如图23所示，矢量1300沿着水平轴1302和垂直轴1304被示出。后端202或控制单元112或者其他处理或计算设备通过检查数据信号234、702、1228、260或其他信号或者信号中的一些或所有的组合，可以将矢量1300确定为回波信号的I分量1320沿着水平轴1302的特性(例如，振幅)的投影和回波信号的Q分量1321沿着垂直轴1304的特性(例如，振幅)的投影。例如，矢量1300可以沿着水平轴1302延伸到表示回波信号的I分量的振幅的位置，并且沿着垂直轴1304延伸到表示回波信号的Q分量的振幅的位置。然后，载波的相位可以被计算为：

其中，φ表示相位，并且I是I投影1320，并且Q是Q投影1321。载波相位或载波相位中的变化可以用于通过以下等式计算距离或距离中的变化：

其中，λ是载波频率的波长，并且φ是以度数表示的、由上述等式2计算出的相位。

然后，(图12中所示的)基带处理器232可以基于从(图11中所示的)附加发送信号106接收到的(图11中所示的)回波108来确定附加矢量1306、1308。基于矢量1300到矢量1306或矢量1308的变化，基带处理器232可以识别(图11中所示的)目标对象104在与感兴趣的子集相关联的(图11中所示的)间隔距离110的部分内的移动。例如，矢量1300沿逆时针方向1310朝矢量1306的位置的旋转可以表示目标对象104朝图11中所示的感测部件102的移动(或者感测部件102朝目标对象104的移动)。矢量1300沿顺时针方向1312朝矢量1308的位置的旋转可以表示目标对象104远离感测部件102的移动(或者感测部件102朝目标对象104的移动)。可替代地，矢量1300沿逆时针方向1310的移动可以表示目标对象104远离感测部件102的移动(或者感测部件102朝目标对象104的移动)，而矢量1300沿顺时针方向1312的移动可以表示目标对象104朝图11中所示的感测部件102的移动(或者感测部件102朝目标对象104的移动)。相关器设备232可以通过朝向和远离感测部件102移动目标对象104来校准，以确定哪个移动方向导致矢量1300沿顺时针方向1312或逆时针方向1310旋转。

上述粗略、精细和/或超精细阶段确定可以用于多种组合。例如，即使从(图11中所示的)感测设备102到(图11中所示的)目标对象104的近似距离未知，粗略阶段确定也可以用于计算(图11中所示的)间隔距离110。可替代地，粗略阶段可以与精细和/或超精细阶段确定一起使用，以获得间隔距离110的更精确的计算。粗略、精细和超精细阶段可以在不同时间以任何组合被使用，以平衡各种性能指标。

作为另一个示例，如果(图11中所示的)间隔距离110是已知的，则可以激活精细或超精细阶段确定，而不需要首先使用粗略阶段确定来识别感兴趣的比特。例如，(图11中所示的)系统100可以处于“跟踪”模式，其中使用精细和/或超精细状态确定来识别和/或记录来自初始已知间隔距离110的更新。

回到对图11所示的系统100的讨论，在另一个实施例中，系统100辨别从不同的目标对象104反射的回波108。例如，在系统100的一些使用中，发送信号106可以从多个目标对象104反射。如果目标对象104位于距感测部件102不同的间隔距离110处，则(图12中所示的)单个基带回波信号226可以代表表示从不同的目标对象104发射的回波的若干个比特序列。如下所述，可以对基带回波信号226和与基带回波信号226相比较的相关窗口中的模式应用掩模，以便区分不同的目标对象104。

图24示出了根据一个实施例的用于区分从(图11中所示的)不同的目标对象104反射的(图11中所示的)回波108的技术。当图11中所示的第一发送信号106(或一系列第一发送信号106)从多个目标对象104反射时，(图12中所示的)模式信号230中的数字脉冲序列(例如，比特模式)可以相对于第一发送信号106中的数字脉冲序列而被修改，以便发送第二发送信号106(或一系列第二发送信号106)。(图12中所示的)第二发送信号106的回波108和相应的基带回波信号226可以与修改后的数字脉冲序列进行比较，以区分多个目标对象104(例如，计算与不同的目标对象104相关联的不同的飞行时间和/或间隔距离110)。

图24中的第一数字化回波信号1400表示当(图11中所示的)发送信号106在距(图11中所示的)感测部件102(图11中所示的)第一间隔距离110处从第一目标对象104反射时可能生成的比特序列。第二数字化回波信号1402表示当发送信号106从不同的第二目标对象104反射时可能生成的比特序列，第二目标对象104与感测部件102相距不同的第二间隔距离110。代替分离地生成数字化回波信号1400、1402，感测部件102可以生成表示从不同的目标对象104反射的回波108的组合的组合后的数字化回波信号1404。组合后的数字化回波信号1404可以表示数字化回波信号1400、1402的组合。

相关窗口1406包括可以与数字化回波信号1400、1402进行比较的比特序列1414，以确定感兴趣的子集，诸如感兴趣的子集1408、1410，从而确定到(图11中所示的)相应目标对象104的飞行时间，如上所述。然而，当从(图11中所示的)目标对象104反射的回波108被组合并且组合后的数字化回波信号1404被生成时，相关窗口1406可能不太准确地或者不能确定到若干个目标对象104中的一个或多个的飞行时间。例如，尽管相关窗口1406与数字化回波信号1400、1402中的每一个的分离的比较可以导致针对感兴趣的子集1408、1410而计算出的+6的相关值，但是相关窗口1406与组合后的数字化回波信号1404的比较可以导致：针对包括组合后的数字化回波信号1404中的第一比特至第六比特的子集的+5的相关值、针对包括组合后的数字化回波信号1404中的第三比特至第八比特的子集的+4的相关值、以及针对包括组合后的数字化回波信号1404中的第七比特至第十二比特的子集的+4的相关值。作为结果，(图12中所示的)基带处理器232可能无法区分(图11中所示的)不同的目标对象104。

在一个实施例中，可以将掩模1412应用于相关窗口1406中的比特序列1414，以修改相关窗口1406中的比特序列1414。掩模1412可以消除或以其他方式改变相关窗口1406中的比特中的一个或多个的值。掩模1412可以被包括应用于相关窗口1406的比特序列1416(例如，通过将比特的值相乘)，以创建具有不同于相关窗口1406中的比特序列1414的比特序列1420的修改后的相关窗口1418。在所示的示例中，掩模1412包括前三个比特的第一部分(“101”)和后三个比特的第二部分(“000”)。可替代地，可以使用具有不同的比特序列和/或不同的比特序列长度的另一个掩模1412。将掩模1412应用于相关窗口1406消除了相关窗口1406中的比特序列1414中的最后三个比特(“011”)。作为结果，修改后的相关窗口1418中的比特序列1420仅包括相关窗口1418的前三个比特(“101”)。在另一个实施例中，掩模1412向相关窗口1406添加附加的比特和/或改变相关窗口1406中的比特的值。

修改后的相关窗口1418中的比特序列1420可以用于改变(图12中所示的)模式信号230中的比特序列，该模式信号230被传送到发送器以被包括在(图11中所示的)发送信号106中。例如，在接收到组合后的数字化回波信号1404并且不能辨别(图11中所示的)不同的目标对象104之后，可以改变朝向目标对象104发送的模式中的比特序列，以包括修改后的相关窗口1412中的比特序列1420或一些其他的比特序列，以协助辨别不同的目标对象104。基于包括比特序列1420的发送信号106的回波108，可以接收附加的组合后的数字化回波信号1422。

然后，可以将修改后的相关窗口1418与附加的数字化回波信号1422进行比较，以识别与(图11中所示的)不同的目标对象104相关联的感兴趣的子集。在所示的实施例中，如上所述，可以将修改后的相关窗口1418与数字化回波信号1422的不同的子集进行比较，以识别第一感兴趣的子集1424和第二感兴趣的子集1426。例如，第一感兴趣的子集1424和第二感兴趣的子集1426可以被识别为相对于数字化回波信号1422的其他子集具有更高的或最高的相关值。

在操作中，当发送信号106从多个目标对象104反射时，当目标对象104中的一个或多个不能根据对数字化回波信号226的检查被识别时，在发送信号106的连续突发之间，信号106中发送的模式可以被相对快速地修改。然后，修改后的模式可以用于使用包括修改后的模式的相关窗口来在数字化回波信号740中区分目标对象104。

在另一个实施例中，包括在(图11中所示的)发送信号106中的比特的数字脉冲序列可以不同于包括在相关窗口中并与(图12中所示的)基带回波信号226相比较的比特的数字脉冲序列。例如，(图12中所示的)模式码生成器228可以创建异构模式，并将(图12中所示的)模式信号230中的异构模式传送给发送器208和基带处理器232。发送器208可以将发送信号106中的第一比特模式混频，并且基带处理器232可以将不同的第二比特模式与基于(图11中所示的)发送信号106的回波108生成的基带回波信号226进行比较。关于上面结合图24所描述的示例，相关窗口1406中的比特序列1414可以被包括在发送信号106中，而掩模1412中的比特序列1416或修改后的相关窗口1418中的比特序列1420可以与数字化回波信号1422进行比较。如上所述，以这种方式使用不同的模式可以允许(图11中所示的)感测部件102区分多个目标对象104。以这种方式使用不同的模式还可以允许(图11中所示的)感测部件102执行其他功能，包括但不限于杂波(clutter)减轻、信噪比改善、抗干扰、反欺骗、反窃听等。

图25是根据一个实施例的天线1500的示意图。天线1500可以用作发送天线204和/或接收天线206，这两者都在图12中示出。可替代地，另一个天线可以用作发送天线204和/或接收天线206。天线1500包括天线晶胞(unit cell)1504的多维(例如，二维)阵列1502。晶胞1504可以表示或包括微带贴片(microstrip patch)天线。可替代地，晶胞1504可以表示另一种类型的天线。若干个晶胞1504可以彼此串联导电耦合，以形成串联馈电阵列1506。在所示的实施例中，晶胞1504以线性串联方式连接。可替代地，金宝1504可以以另一种形状连接。

在所示的实施例中，若干个串联馈电阵列1506并联导电耦合以形成阵列1502。作为示例，提供了图15中所示的晶胞1504和串联馈电阵列1506的数量。天线1500中可以包括不同数量的晶胞1504和/或阵列1506。天线1500可以使用若干个晶胞1504、通过相长(constructive)和/或相消(destructive)干扰来聚焦(图11中所示的)发送信号106的能量。

图26是(图11中所示的)感测部件102的前端200的一个实施例的示意图。如图26所示，天线1500可以用作发送天线204和接收天线206。每个天线1500可以通过相对较短长度的传输线1600直接连接到接收器602或发送器600(例如，天线1500和接收器602或发送器600之间没有设置其他组件)。

感测部件102的前端200可以被贮藏在壳体1602(诸如金属或其他导电外壳)中，其在天线1500上具有无线电透射窗口1604。可替代地，前端200可以被贮藏在非金属(例如电介质)壳体中。天线1500上的窗口可以不从壳体1602切出，而是可以替代地表示壳体1602的允许发送信号106和回波108从天线1500穿过窗口1604或到达天线1500的部分。

壳体1602可以缠绕天线1500，使得天线有效地凹入壳体1602的导体中，这可以进一步改善天线1500之间的隔离。可替代地，在非导电壳体1602的情况下，天线1500可以被壳体1602和额外的金属箔和/或吸收性材料完全包围，或者可以增加其他措施来改善天线1500之间的隔离。在一个实施例中，如果隔离足够高，则如果返回回波108足够强，则发送和接收天线1500可以同时工作。这可能是当目标处于非常近的距离时的情况，并且可以允许感测部件102在没有发送/接收切换机的情况下操作。

图27是沿着图26中的线17-17的天线1500的一个实施例的剖视图。天线1500(图27中的“平面天线”)包括电绝缘材料(诸如电介质或其他非导电材料)的覆盖层1700(图27中的“覆板(superstrate)”)。用于覆盖层1700的这种材料的示例包括但不限于石英、蓝宝石、各种聚合物等。

天线1500可以位于支撑天线1500的基板1706的表面上。导电地平面1708可以设置在基板1706的另一个表面上、或者在另一个位置。

覆盖层1700可以通过空气间隙1704(图27中的“空气”)与天线1500隔开。可替代地，覆盖层1700和天线1500之间的间隙可以至少部分地由除空气之外的另一种材料或流体填充。作为另一种选择，空气间隙可以被消除，并且覆盖层1700可以直接搁置在天线1500上。覆盖层1700可以保护天线1500免受环境和/或外部对象引起的机械损坏。在一个实施例中，覆盖层1700提供透镜效应，以将由天线1500发射的发送信号106的能量聚焦为波束，或者将反射的回波108的能量朝向天线1500聚焦。

这种透镜效应可以允许发送信号106和/或回波108穿过位于天线1500和(图11中所示的)目标对象104之间的附加材料层1702(例如，诸如特氟隆、聚碳酸酯或其他聚合物的绝缘体)。例如，感测部件102可以被安装到被监视的对象(例如，由感测部件102测量的流体罐的顶部)上，而透镜效应可以允许感测部件102通过罐的顶部发送信号106并接收回波108，而不需要通过罐的顶部切割窗口或开口。

在一个实施例中，基板1708可以具有相对表面之间的厚度尺寸，该厚度尺寸比发送信号106和/或回波108的载波信号的波长更薄。例如，基板1708的厚度可以是波长的1/20的数量级。空气间隙1704和/或覆板1700的厚度可以更大，诸如波长的1/3。空气间隙1704和覆板1700中的一个或两个也可以一起被移除。

本文描述的系统100和/或感测部件102的一个或多个实施例可以用于使用由感测部件102测量的间隔距离110和/或飞行时间的各种应用。本文描述了系统100和/或感测部件102的应用的若干个具体示例，但是并非系统100或感测部件102的所有应用或使用都限于本文阐述的那些。例如，使用对间隔距离110的检测(例如，作为深度测量)的多个应用可以使用或结合系统100和/或感测部件102。

图28示出了密封系统1800的一个实施例。系统1800包括保存或存储一种或多种流体1806的密封装置1802(诸如流体罐)。感测部件102可以位于密封装置1802的顶部1804上或在顶部1804处，并朝向流体1806引导发送信号106。来自流体1806的反射的回波108被感测部件102接收，以测量感测部件102和流体1806的上表面之间的间隔距离110。感测部件102的位置可以是已知的，并且被校准到密封装置1802的底部，使得到流体1806的间隔距离110可以用于确定密封装置1802中有多少流体1806。感测部件102可能能够使用本文描述的粗略、精细和/或超精细阶段确定技术中的一种或多种来准确地测量间隔距离110。

可替代地或附加地，感测装置102可以朝向端口(例如，填充端口，流体1806通过该填充端口被装载到密封装置1802中)引导发送信号106，并且监视端口处或端口附近的流体1806的移动。例如，如果从感测部件102到端口的间隔距离110已知，使得回波108的感兴趣的比特是已知的，则上述超精细阶段确定可以用于确定端口处或端口附近的流体1806是否在移动(例如，湍流)。这种移动可以指示流体1806流入或流出密封装置1802。感测部件102可以将该确定用作流体1806何时流入或流出密封装置1802的警报或其他指示。可替代地，感测部件102可以位于或瞄准其他具有重要战略意义的位置，在这些位置，湍流的存在或不存在和/或强度(例如，移动的程度或量)可以指示各种操作条件和参数(例如，流体的量、流体的移动等)。感测部件102可以周期性地在这些测量模式(例如，测量间隔距离110是一种模式，并且监视移动是另一种模式)之间切换，然后将数据和测量报告给(图11中所示的)控制单元112。可替代地，控制单元112可以指示感测部件102在不同时间进行各种类型的测量(例如，测量间隔距离110或监视移动)。

图29示出了区限制系统1900的一个实施例。系统1900可以包括感测部件102，该感测部件102朝向第一区1902(例如，地板上的区域、空间中的体积等)引导(图11中所示的)发送信号106。操作人员1906可以位于不同的第二区1904，以执行各种任务。第一区1902可以表示当为了操作者1906的安全、一个或多个机器(例如，自动机器人或其他组件)操作时，操作者1906将保持在外面的受限区域或体积。感测部件102可以朝向第一区1902引导发送信号106，并监视接收到的回波108，以确定操作者1906是否进入第一区1902。例如，操作者1906对第一区1902的侵入可以通过使用本文描述的粗略、精细和/或超精细阶段确定技术中的一种或多种识别移动来检测。如果感测部件102知道到第一区1902的距离(例如，到第一区1902中的地板的间隔距离110)，则感测部件102可以监视基于回波生成的回波信号中感兴趣的子集内的移动，如上所述。当感测部件102检测到操作者1906进入第一区1902时，感测部件102可以通知(图11中所示的)控制单元112，该控制单元112可以停用在第一区1902附近操作的机械，以避免伤害操作者1906。

图30示出了体积限制系统2000的另一个实施例。系统2000可以包括感测部件102，该感测部件102朝向安全体积2002(图30中的“安全区”)引导(图11中所示的)发送信号106。机械2004(诸如自动或手动控制的机器人设备)可以被定位和配置为在安全体积2002内移动。发送信号106通过其被传送的体积可以被称为受保护的体积2006。受保护区2006可以表示当机械2004操作时、人或其他对象将保持在外面的受限区域或体积。感测部件102可以引导发送信号106通过受保护的体积2006，并且监视接收到的回波108，以确定在安全区2002之外但在受保护的区域2006之内是否有任何被识别到的运动。例如，人对受保护的体积2006的侵入可以通过使用上述超精细阶段确定识别移动来检测。当感测部件102检测到进入受保护的体积2006时，感测部件102可以通知(图11中所示的)控制单元112，该控制单元112可以停用机械2004，以避免伤害已经进入受保护的体积2006中的任何人或物。

图31是包括感测部件102的移动系统2100的一个实施例的示意图。系统2100包括移动装置2102，感测部件102耦合到该移动装置2102。在所示的实施例中，移动装置2102是移动机器人系统。可替代地，移动装置2102可以表示另一种类型的移动装置，诸如汽车、地下钻探船或另一种类型的载具。系统2100使用由感测部件102进行的测量来在对象周围或通过对象导航。系统2100可用于基于运动检测和/或对感测部件102和其他对象之间的间隔距离110的测量的自动导航、和/或用于辅助这种测量和检测的导航。

例如，感测部件102可以测量感测部件102和移动装置2102附近的多个对象2104A-D之间的间隔距离110。移动装置2102可以使用这些间隔距离110来确定移动装置2102在需要转弯或改变方向以避免与对象2104A-D接触之前可以行进多远。

在一个实施例中，移动装置2102可以使用多个感测部件102来确定移动装置2102周围的封闭邻近区域2106的布局或地图。邻近区域2106可以由房间、建筑物、隧道等的墙壁来界定。移动装置2102上的第一感测部件102可以被定向为沿着第一方向测量到邻近区域2106的一个或多个边界(例如，墙壁或表面)的间隔距离110，第二感测部件102可以被定向为沿着不同的(例如，正交的)方向测量到邻近区域2106的一个或多个其他边界的间隔距离110等。到邻近区域2106的边界的间隔距离110可以向移动装置2102提供关于邻近区域2106的大小和移动装置2102的当前位置的信息。然后，移动装置2102可以在邻近区域2106中移动，同时感测部件102中的一个或多个获取到邻近区域2106的边界中的一个或多个的更新后的间隔距离110。基于间隔距离110的变化，移动装置2102可以确定移动装置2102位于邻近区域2106的何处。例如，如果到房间的第一墙壁的初始间隔距离110被测量为10英尺(3米)，并且到房间的第二墙壁的初始间隔距离110被测量为5英尺(1.5米)，则移动装置2102可以最初将其自身定位在房间内。如果到第一墙壁的稍后的间隔距离110是4英尺(1.2米)，并且到第二墙壁的稍后的间隔距离110是7英尺(2.1米)，则移动装置2102可以确定它已经朝向第一墙壁移动了6英尺(1.8米)，并且朝向第二墙壁移动了2英尺(0.6米)。

在一个实施例中，移动装置2102可以使用由感测部件102生成的信息来区分邻近区域2106中的固定和移动对象2104。对象2104A、2104B和2104D中的一些可以是静止对象，诸如墙壁、家具等。其他对象210C可以是移动对象，诸如走过邻近区域2106的人、其他移动装置等。当移动装置2102移动时，移动装置2102可以跟踪移动装置2102和对象2104A、2104B、2104C、2104D之间的间隔距离110的变化。因为移动装置2102和对象2104之间的间隔距离110可以随着移动装置2102的移动而改变，所以静止对象2104A、2104B、2104D和移动对象2104C都可以看起来在向移动装置2102移动。由感测部件102和移动装置2102观察到的静止对象2104A、2104B、2104D的这种感知到的运动是由于感测部件102和移动装置2102的运动而出现的。为了计算移动装置2102的运动(例如，速度)，移动装置210可以跟踪到对象2104的间隔距离110的变化，并且基于间隔距离110的变化生成与对象2104相关联的对象运动矢量。

图32是根据一个示例的基于移动装置2102和对象(例如，图31的对象2104)之间的间隔距离110的变化而生成的若干个对象运动矢量的示意图。可以通过跟踪间隔距离110随时间的变化来生成对象运动矢量2200A-F。为了估计移动装置2102的运动特性(例如，速度和/或航向)，可以组合(诸如通过对对象运动矢量2200求和和/或进行平均)这些对象运动矢量2200。例如，可以通过确定作为对象运动矢量2200的平均的矢量，然后确定与运动矢量2202相反的矢量，来估计移动装置2102的运动矢量2202。若干个对象运动矢量2200的组合可以倾向于校正由环境中的其他移动对象引起的杂散对象运动矢量，诸如基于附近的其他移动对象的移动的对象运动矢量2200C、2200F。

移动装置2102可以学习(例如，存储)哪些对象是环境的部分，并且作为环境对象的部分可以用于跟踪移动装置2102的移动并且可以被称为持久对象。观察到的与已知的持久对象不一致的其他对象被称为暂时对象。暂时对象的对象运动矢量将具有变化的轨迹，并且可能彼此不一致或者与持久对象不一致。暂时对象可以通过它们的轨迹以及它们距移动装置2102的径向距离来被识别，例如，隧道的墙壁将保持它们距移动装置2102的距离，而暂时对象将靠近移动装置2102。

在另一个实施例中，多个移动装置2102可以包括感测系统100和/或感测部件102，以在彼此之间传送信息。例如，移动装置2102可以各自使用感测部件102来检测移动装置2102何时在彼此的阈值距离内。然后，移动装置2102可以从发送发送信号106以测量间隔距离110和/或检测运动切换到发送发送信号106以传送其他信息。例如，代替生成数字脉冲序列来测量间隔距离110，至少一个移动装置2102可以在朝向另一个移动装置2102发送的模式信号中使用(例如，1和0的)二进制码序列来传送信息。另一个移动装置2102可以接收发送信号106，以便识别发送的模式信号并解释模式信号中经编码的信息。

图33是在医疗应用中使用感测部件102的一个示例的示意图。感测部件102可以使用上述阶段(例如，粗略阶段、精细阶段和超精细阶段)中的一个或多个来监视患者2300的位置变化和/或患者的相对小的移动。例如，上述对移动的超精细阶段确定可以用于呼吸率检测、心率检测、监视大运动(gross motor)或肌肉运动等。呼吸率、心率和活动度对于诊断睡眠障碍是有用的，并且由于这种感测是非接触式的，对于被观察的患者来说更加舒适。作为一个示例，如上所述，到患者2300的腹部和/或胸部的间隔距离110可以被确定为在数字脉冲序列的一个比特内(例如，感兴趣的比特)。然后，感测部件102可以跟踪感兴趣的子集内的胸部和/或腹部的相对小的运动，以跟踪呼吸率和/或心率。附加地或可替代地，感测部件102可以跟踪胸部和/或腹部的运动，并将这些运动与已知的、所测量的、观察到的或指定的腹部大小相组合，以估计患者2300的呼吸潮气量(tidal volume)。附加地或可替代地，感测部件102可以一起跟踪胸部和腹部的运动，以检测患者2300的反常呼吸。

作为另一个示例，感测部件102可以传送穿透到患者2300体内的发送信号106，并感测各种内部结构(诸如心脏)的运动或绝对位置。这些位置或运动中的多个可以是相对较小和细微的，并且感测部件102可以使用对运动的超精细阶段确定或间隔距离110来感测内部结构的运动或绝对位置。

对于不可能或不方便在患者2300上使用有线传感器(例如，直接安装在测试受试者上、通过导线连接回医疗监视器的传感器)的情况，使用非接触感测部件102也是有用的。例如，在传统的有线传感器可能碍事的高活动情况下，感测部件102可以从远处监视间隔距离110和/或患者2300的运动。

在另一个示例中，感测部件102可以用于姿势辨识和整体运动或活动感测。这可以用于对患者2300的长期观察，以用于诊断慢性疾病，诸如抑郁症、疲劳和诸如老年人等风险个体的整体健康。在诸如抑郁症等发病相对较慢的疾病的情况下，由感测部件102进行的长期观察可以用于对疾病的早期检测。此外，由于单元可以检测医疗参数或量，而无需在患者2300上安装任何东西，所以感测部件102可以用于在患者2300不知情或不配合的情况下对患者2300进行测量。这在很多情况下都是有用的，诸如在和儿童打交道时，如果传感器连接在儿童身上，他们会感到不安。它还可以给出对患者2300的精神状态的指示，诸如当他们变得紧张时，他们的呼吸变得急促和微弱。这将产生远程测谎仪功能。

在另一个实施例中，由感测部件102生成的数据可以与由一个或多个其他传感器生成或获得的数据相组合。例如，由感测部件102进行的对间隔距离110的计算可以用作与其他传感器数据相组合的深度测量。来自不同的传感器的数据的这种组合在这里被称为传感器融合，并且包括融合两个或更多个分离的传感器数据流，以形成被感测到的现象或对象或者环境的更完整的画面。

作为一个示例，使用感测部件102计算出的间隔距离110可以与由相机获取的二维图像数据相组合。例如，在没有间隔距离110的情况下，计算机或其他机器可能无法确定二维图像中对象的实际物理大小。

图34是根据图11中所示的系统100的应用的一个示例的人类受试者2400、2402的二维图像2404。图像2404可以由二维图像形成装置(诸如相机)获取。图像形成装置可以获取图像以供另一个系统(诸如安全系统、自动控制(例如，可移动的)机器人系统等)使用。人类受试者2400、2402可以是大约相同的大小(例如，高度)。实际上，人类受试者2400比人类受试者2402距获取图像2404的图像形成装置更远。然而，由于图像形成装置不能确定图像形成装置和受试者2400、2402中的每一个之间的相对间隔距离，因此取决于图像形成装置来辨识受试者2400、2402的系统可能不能确定受试者2400是位于更远的位置(例如，在2400A的位置)还是比受试者2402小得多的人(例如，是由2400B表示的大小)。

(图11中所示的)感测部件102可以确定图像形成装置(例如，感测部件102被设置在图像形成装置处或附近)和受试者2400、2402中的每一个之间的(图11中所示的)间隔距离110，以向图像2404提供深度上下文。例如，图像形成装置或使用图像2404进行一个或多个操作的系统可以使用到受试者2400、2402中的每一个的间隔距离110来确定受试者2400、2402是近似相同的大小，并且受试者2400位于比受试者2402更远的位置处。

利用(图11中所示的)该间隔距离110信息和关于用于捕获二维图像2400的光学器件的信息，可以将实际物理大小分配给受试者2400、2402。例如，知道图像2400的不同部分(例如，像素或像素组)所包含的物理大小，并且知道到每个受试者2400、2402的间隔距离110，图像形成装置和/或使用图像2404进行一个或多个操作的系统可以计算受试者2400、2402的大小(例如，高度和/或宽度)。

图35是根据一个实施例的感测系统2500的示意图，该感测系统2500可以包括(图11中所示的)感测部件102。多种类型的传感器(诸如光水平传感器、辐射传感器、水分含量传感器等)获得目标对象104的测量，该测量可以随着传感器和目标对象104之间的间隔距离110的变化而变化。图35所示的感测系统2500可以包括或表示获取随着间隔距离110的变化而变化的信息的一个或多个传感器，并且可以包括或表示感测部件102。来自感测系统2500和目标对象104的距离信息(例如，间隔距离110)可以提供其他传感器信息的校准或校正，其他传感器信息取决于传感器和由传感器读取或监视的目标之间的距离。

例如，感测系统2500可以获取或测量来自目标对象104A、104B的信息(例如，光水平、辐射、水分、热量等)以及到目标对象104A、104B的间隔距离110A、110B。间隔距离110A、110B可以用于校正或校准所测量的信息。例如，如果目标对象104A、104B两者都提供相同的光水平、辐射、水分、热量等，则不同的间隔距离110A、110B可能使得感测系统2500A、2500B测量不同的光水平、辐射、水分、热量等。利用测量间隔距离110A、110B的(图11中所示的)感测部件102，可以校正目标对象104A和/或104B的所测量的信息(例如，基于距目标对象104A的间隔距离110A的大小增加和/或基于距目标对象104B的间隔距离110B的大小减少)，使得所测量的信息相对于不校正不同的间隔距离110的所测量的信息更准确。

作为另一个示例，感测系统2500可以包括反射式脉搏血氧计传感器和感测部件102。系统2500将两种或更多种不同波长的光导向目标对象104的表面，并且系统2500的光电探测器检查散射光。反射功率的比率可以用于确定目标对象104中血液的氧合水平。感测系统2500可以与患者身体间隔开，而不直接安装(例如，接合)到作为目标对象104的患者身体上。

可以用光源照射患者身体的表面，并且(图11中所示的)感测部件102可以测量到目标对象104(例如，到皮肤的表面)的间隔距离110。然后，可以针对由与患者分离的感测系统2500引起的光反射功率的降低，校准或校正患者体内血液的氧合水平。

在另一个实施例中，图11所示的感测部件102和/或系统100可以被提供为独立单元，其可以与其他传感器、控制器、计算机等通信，以将上述功能添加到各种传感器系统中。软件实现的系统可以收集和聚集来自传感器的信息流，并将感测到的信息传递到控制系统，其中由部件102和/或系统100测量的间隔距离110与感测到的信息结合使用。可替代地或附加地，由部件102测量的间隔距离110可以与时间戳或其他标记(诸如地理位置)一起被收集，而无需与其他传感器、控制器、计算机等直接通信。然后，软件实现的系统可以协调间隔距离110和其他传感器数据，以使测量彼此对准。

本文所描述的传感器融合的示例不限于感测部件102和一个其他传感器的组合。附加的传感器可以用于将由感测部件102检测到的间隔距离110和/或运动与由两个或更多个附加的传感器获取的数据流聚集在一起。例如，(来自麦克风的)音频数据、(来自相机的)视频数据以及来自感测部件102的间隔距离110和/或运动可以被聚集，以给出对物理环境的更完整的理解。

图38是根据一个实施例的可以包括感测部件102的感测系统2800的示意图。感测系统2800包括获得目标对象2804的横向大小数据的传感器2802。例如，传感器2802可以是获取盒或包装的二维图像的相机。

图39是表示由传感器2802获得的目标对象2804的横向大小数据的示意图。传感器2802(或与传感器2802通信耦合的控制单元)可以测量目标对象2804的二维大小，诸如长度尺寸2806和宽度尺寸2808。例如，目标对象2804的二维表面积2900可以根据由传感器2802获取的图像来计算。在一个实施例中，可以计数或测量由传感器2802形成的图像的像素或其他单元的数量，以确定目标对象2804的表面积2900。

图40是图28和图29中所示的感测部件102和目标对象2804的另一个视图。为了计算目标对象2804的体积或三维外表面积，感测部件102可以用于测量目标对象2804的深度尺寸2810。例如，感测部件102可以测量感测部件102和由传感器2802成像的目标对象2804的表面3000(例如，上表面)之间的间隔距离110。如果感测部件102和支撑表面3004之间的间隔距离3002是已知的或先前测量的，则间隔距离110可以用于计算目标对象2804的深度尺寸2810。例如，可以从已知或先前测量的间隔距离3002中减去所测量的间隔距离110，以计算深度尺寸2810。深度尺寸2810可以与目标对象2804的横向大小数据(例如，宽度尺寸2808和长度尺寸2806)相组合(例如，通过相乘)，以计算目标对象2804的体积。在另一个示例中，深度尺寸2810可以与横向大小数据相组合，以计算目标对象2804的每个或者一个或多个表面的表面积，然后这些表面积可以被组合，以计算目标对象2804的外表面积。组合从感测部件102获得的深度数据与由传感器2802获得的二维或横向数据在要测量目标对象2804的大小、体积或表面积的应用中(诸如在包装运输、识别或区分不同大小的目标对象等中)可能是有用的。

图36是感测系统2600的另一个实施例的示意图。感测系统2600可以类似于图11中所示的系统100。例如，系统2600可以包括类似于(图11中所示的)感测部件102的感测部件2602(“雷达单元”)。尽管感测部件2602在图36中被标记为“雷达单元”，但是可替代地，感测部件2602可以使用另一种技术或媒介来确定间隔距离110和/或检测目标对象104(例如，光)的运动，如以上结合系统100所述的。

部件2602包括类似于(图12中所示的)发送天线204的发送天线2604和类似于(图12中所示的)接收天线206的接收天线2606。在所示的实施例中，天线2604、2606使用电缆2608连接到部件2602。电缆2608可以是柔性的，以允许天线2604、2606在相对于飞行中的目标对象104被重新定位。例如，当朝向目标对象104发送发送信号106和/或从目标对象104接收回波108时、或者在发送信号106的发送和回波108的接收之间，天线2604、2606可以相对于目标对象104和/或彼此移动。

天线2604、2606可以移动，以提供系统2600的伪双基地(pseudo-bistatic)操作。例如，天线2604、2606可以移动到不同的或任意的位置来捕获如果天线2604、2606固定在适当的位置本来会丢失的回波108。在一个实施例中，天线2604、2606可以位于目标对象104的相对侧，以便测试发送信号106通过目标对象104的发送。发送信号106通过目标对象104的发送的变化可以指示被感测到的目标对象104的物理变化。

该方案可以用于更多数量的天线2604和/或2606。例如，多个接收天线2606可以用于检测本来可能难以检测的目标对象104。多个发送天线2604可以用于用本来可能不会被检测到的发送信号106照射目标对象104。可以同时使用多个发送天线2604和多个接收天线2606。发送天线2604和/或接收天线2606可以在发送发送信号106的副本或接收多个回波108的同时被使用，或者感测部件2602可以在发送天线2604之间和/或在接收天线2606之间被切换，随着时间的推移观察(例如，间隔距离110和/或检测到的运动)累积。

图27A-图27B示出了用于感测距目标对象的间隔距离和/或目标对象的运动的方法2700的一个实施例。方法2700可以与本文所描述的一个或多个系统或感测部件结合使用。

在2702，确定是否使用飞行时间和/或间隔距离的粗略阶段确定。例如，(图11中所示的)系统100的操作者可以手动地向系统100提供输入，和/或系统100可以自动地确定是否使用上述粗略阶段确定。如果要使用粗略阶段确定，方法2700的流程进行到2704。可替代地，方法2700的流程可以前进到2718。在一个实施例中，也如上所述，粗略阶段使用发送信号和接收到的回波信号的单个通道(例如，I通道或Q通道)来确定飞行时间和/或间隔距离。

在2704，振荡信号与粗略的发送模式混频以创建发送信号。例如，如上所述，(图12中所示的)振荡信号216与(图12中所示的)发送模式信号230的数字脉冲序列混频，以形成(图11中所示的)发送信号106。

在2706，朝向目标对象发送发送信号。例如，如上所述，(图12中所示的)发送天线204可以朝向(图11中所示的)目标对象104发送(图11中所示的)发送信号106。

在2708，接收从目标对象反射的发送信号的回波。例如，如上所述，从(图11中所示的)目标对象104反射的(图11中所示的)回波108由(图12中所示的)接收天线206接收。

在2710，接收到的回波被下变频以获得基带信号。例如，(图11中所示的)回波108被转换为(图12中所示的)基带回波信号226。例如，接收到的回波信号224可以与(图12中所示的)相同的振荡信号216混频，该振荡信号216与(图12中所示的)粗略的发送模式信号230混频以生成(图11中所示的)发送信号106。如上所述，回波信号224可以与振荡信号216混频，以生成(图12中所示的)基带回波信号226作为粗略的接收数据流。

在2712，基带信号被数字化以获得粗略的接收数据流。例如，基带信号可以通过包括数字化器730的基带处理器232来产生数字化回波信号740。

在2714，将相关窗口(例如，粗略的相关窗口)和粗略的掩模与数据流进行比较，以识别感兴趣的子集。可替代地，可以不使用掩模(例如，消除或改变数据流的一个或多个部分的掩模)。在一个实施例中，如上所述，将包括(图11中所示的)发送信号106中包括的全部或部分粗略的发送模式的(图13中所示的)粗略的相关窗口320与(图12中所示的)数字化回波信号740的各个子集或部分进行比较。可以为数据流226的各个子集计算相关值，并且可以通过比较相关值来识别感兴趣的子集，诸如通过识别具有最大的或大于一个或多个其他感兴趣的子集的相关值的子集。

在2716，基于感兴趣的子集的时间延迟来计算发送信号和回波的飞行时间。该飞行时间可以称为粗略的飞行时间。如上所述，感兴趣的子集可以与(图11中所示的)发送信号106的发送和感兴趣的子集的第一比特(或感兴趣的子集中的另一个比特)之间的时间滞后(t

在2718，确定是否使用间隔距离的精细阶段确定。例如，如上所述，可以自动地或手动地进行确定，以使用精细阶段确定来进一步细化对(图11中所示的)间隔距离110的测量和/或监视或跟踪(图11中所示的)目标对象104的运动。如果要使用精细阶段，则方法2700的流程可以前进到2720。另一个方面，如果不使用精细阶段，则方法2700的流程可以返回到2702。

在2720，振荡信号与数字脉冲序列混频，以创建发送信号。如上所述，在精细阶段中使用的发送模式可以不同于在粗略阶段中使用的发送模式。可替代地，对于粗略阶段和精细阶段，发送模式可以是相同的。

在2722，类似于以上结合2706所述的，朝向目标对象传送发送信号。

在2724，类似于以上结合2708所述的，接收从目标对象反射的发送信号的回波。

在2726，接收到的回波被下变频以获得基带信号。例如，(图11中所示的)回波108被转换为(图12中所示的)基带回波信号226。

在2728，基带信号226与精细接收模式进行比较。如上所述，精细接收模式可以被粗略的飞行时间延迟。例如，替代在基带信号和接收模式两者都具有相同的起始或初始时间参考的情况下，将基带信号与接收模式进行比较，接收模式可以被延迟与由粗略阶段确定所测量的时间延迟相同的时间。该延迟接收模式也可以被称为“粗略延迟后的精细提取模式”728。

在2730，计算精细数据流和时间延迟后的接收模式之间的时间滞后。如上文结合图8至图11所述的，该时间滞后可以表示精细数据流中的波形和时间延迟后的接收模式之间的时间重叠或失配。时间滞后可以被测量为波形的能量，该波形表示精细数据流和时间延迟后的接收模式之间的重叠。如上所述，可以计算表示时间滞后的(图8和图9中所示的)时间段808、810、904、906。

在2732，由粗略阶段测量的飞行时间(例如，“飞行时间估计”)由时间滞后来细化。例如，在2730计算出的时间滞后可以被加到在2716计算出的飞行时间中。可替代地，时间滞后可以被加到指定的飞行时间(诸如与(图11中所示的)指定的或已知的间隔距离110相关联或根据其计算出的飞行时间)中。

如上所述，在2734，飞行时间(包括在2732计算出的时间滞后)用于计算距目标对象的间隔距离。然后，方法2700的流程可以以循环的方式返回到2702。可以使用如图22所示的并行路径或者如上所述的切换或复用路径、针对I和Q通道分离地或并行地重复上述方法，以提取I和Q通道中的差。可以检查这些差来解析回波的相位。

在一个实施例中，如上所述，在发送信号和回波信号的通道的I或Q分量之一上执行精细阶段确定(例如，如结合2720至2732所述的)。例如，如上所述，可以检查(图12中所示的)回波信号226的I通道，以便测量时间延迟后的接收模式和回波信号226之间的时间重叠量。为了执行超精细阶段确定，可以对回波信号的另一个分量或通道(诸如Q通道)执行类似的检查。例如，对回波信号226的I通道分析(例如，精细阶段)可以与对相同的回波信号226的Q通道分析(例如，超精细阶段)并发地或同时地执行。可替代地，精细阶段和超精细阶段可以被顺序地执行，在检查I或Q通道中的另一个以确定时间重叠之前，检查I或Q通道中的一个以确定回波信号和时间延迟后的接收模式的时间重叠。I和Q通道的时间重叠用于计算时间滞后(例如，I和Q通道时间滞后)，其可以被加到飞行时间的粗略阶段确定或估计中。如上所述，该飞行时间可以用于确定(图11中所示的)间隔距离110。可替代地或附加地，可以检查I通道和Q通道中波形的时间滞后，以解析回波的相位，从而计算间隔距离或目标的运动。

如上所述，超精细阶段确定可以可替代地或附加地包括与粗略阶段确定类似的过程。例如，粗略阶段确定可以检查接收模式的I通道与数据流，以确定数据流的不同子集的相关值，并且根据这些相关值，确定感兴趣的子集和相应的飞行时间，如本文所述的。超精细阶段确定可以使用接收模式的Q通道与数据流来确定数据流的不同子集的相关值，并根据这些相关值，确定感兴趣的子集和飞行时间，如上所述。来自I通道和Q通道的飞行时间可以被组合(例如，被平均)以计算到目标的飞行时间和/或间隔距离。由超精细阶段确定计算出的相关值可以用于计算附加时间延迟，该附加时间延迟可被加到来自粗略阶段和/或精细阶段的时间延迟中，以确定到目标的飞行时间和/或间隔距离。可替代地或附加地，可以检查I通道和Q通道中的波形的相关值，以解析回波的相位，从而计算间隔距离或目标的运动。

在另一个实施例中，提供了另一种方法(例如，用于测量到目标对象的间隔距离的方法)。该方法包括从发送天线朝向目标对象发送电磁第一发送信号，该目标对象与发送天线隔开间隔距离。第一发送信号包括表示第一数字比特序列的第一发送模式。该方法还包括接收从目标对象反射的第一发送信号的第一回波，将第一回波转换为第一数字化回波信号，并将表示第二数字比特序列的第一接收模式与第一数字化回波信号进行比较，以确定第一发送信号和回波的飞行时间。

在另一个方面，该方法还包括基于飞行时间计算到目标对象的间隔距离。

在另一个方面，该方法还包括生成振荡信号，并将振荡信号的至少第一部分与第一发送模式混频以形成第一发送信号。

在另一个方面，将第一回波转换为第一数字化回波信号包括：将振荡信号的至少第二部分与基于从目标对象接收到的第一回波的回波信号混频。

在另一个方面，比较第一接收模式包括：将第一接收模式的数字比特序列与第一数字化回波信号的子集进行匹配，以计算子集的相关值。相关值表示第一接收模式中的数字比特序列和第一数字化回波信号的子集之间的匹配程度。

在另一个方面，基于相关值，数字化回波信号的子集中的至少一个被识别为感兴趣的子集。飞行时间可以基于发送信号的发送和感兴趣的子集的出现之间的时间延迟来确定。

在另一个方面，该方法还包括朝向目标对象发送电磁第二发送信号。第二发送信号包括表示第二数字比特序列的第二发送模式。该方法还包括接收从目标对象反射的第二发送信号的第二回波，将第二回波转换为第二基带回波信号，以及将表示第三数字比特序列的第二接收模式与第二基带回波信号进行比较，以确定第二基带回波信号的一个或多个波形与第二接收模式的一个或多个波形之间的时间未对准。提取表示第二接收模式和第二基带回波信号之间的时间延迟的时间未对准，然后计算时间延迟。

在另一个方面，该方法还包括将时间延迟加到飞行时间中。

在另一个方面，将第二回波转换为第二数字化回波信号包括：形成第二基带回波信号的同相(I)通道和第二基带回波信号的正交(Q)通道。比较第二接收模式包括：将第二接收模式的I通道与第二数字化回波信号的I通道进行比较以确定时间未对准的I分量，并将第二接收模式的Q通道与第二数字化回波信号的Q通道进行比较以确定时间未对准的Q分量。

在另一个方面，被加到飞行时间中的时间滞后包括时间未对准的I分量和时间未对准的Q分量。

在另一个方面，该方法还包括通过检查时间未对准的I分量和时间未对准的Q分量来解析第一回波和第二回波的相位，其中，飞行时间是基于被解析出的相位来计算的。

在另一个方面，第一发送模式、第一接收模式、第二发送模式或第二接收模式中的至少两个彼此不同。

在另一个方面，第一发送模式、第一接收模式、第二发送模式或第二接收模式中的至少两个包括公共的数字比特序列。

在另一个实施例中，提供了一种系统(例如，感测系统)，该系统包括发送器、接收器和基带处理器。发送器被配置为生成从发送天线朝向目标对象传送的电磁第一发送信号，该目标对象与发送天线隔开间隔距离。第一发送信号包括表示数字比特序列的第一发送模式。接收器被配置为基于从目标对象反射的第一发送信号的回波来生成第一数字化回波信号。相关器设备被配置为将表示第二数字比特序列的第一接收模式与第一数字化回波信号进行比较，以确定第一发送信号和回波的飞行时间。

在另一个方面，基带处理器被配置为基于飞行时间计算到目标对象的间隔距离。

在另一个方面，该系统还包括被配置为生成振荡信号的振荡设备。发送器被配置为将振荡信号的至少第一部分与第一发送模式混频，以形成第一发送信号。

在另一个方面，接收器被配置为接收振荡信号的至少第二部分，并将振荡信号的至少第二部分与表示回波的回波信号混频，以创建第一基带回波信号。

在另一个方面，基带回波信号可以被数字化为第一数字化回波信号，并且相关器设备被配置为将第一接收模式的数字比特序列与第一数字化回波信号的子集进行比较，以计算子集的相关值。相关值表示第一接收模式和数字化回波信号的数字比特之间的匹配程度。

在另一个方面，基于相关值，数字化回波信号的子集中的至少一个被相关器设备识别为感兴趣的子集。飞行时间是基于第一发送信号的发送和第一数字化回波信号中感兴趣的子集的出现之间的时间延迟来确定的。

在另一个方面，发送器被配置为朝向目标对象发送电磁第二发送信号。第二发送信号包括表示第二数字比特序列的第二发送模式。接收器被配置为基于从目标对象反射的第二发送信号的第二回波来创建第二数字化回波信号。基带处理器被配置为将表示第三数字比特序列的第二接收模式与第二数字化回波信号进行比较，以确定第二数字化回波信号的一个或多个波形与第二接收模式的一个或多个波形之间的时间未对准。时间未对准表示第二接收模式和第二基带回波信号之间的时间滞后，该时间滞后被加到飞行时间中。

在另一个方面，接收器被配置为形成第二数字化回波信号的同相(I)通道和第二数字化回波信号的正交(Q)通道。该系统还可以包括基带处理系统，该基带处理系统被配置为将第二接收模式的I通道与第二数字化回波信号的I通道进行比较，以确定时间未对准的I分量。基带处理系统还被配置为将第二接收模式的Q通道与第二数字化回波信号的Q通道进行比较，以确定时间未对准的Q分量。

在另一个方面，被加到飞行时间的时间滞后包括时间未对准的I分量和时间未对准的Q分量。

在另一个方面，基带处理系统被配置为基于时间未对准的I分量和时间未对准的Q分量来解析第一回波和第二回波的相位。飞行时间是基于被解析出的相位来计算的。例如，飞行时间可以基于被解析出的相位中已识别的或已测量的差而增加或减少预定的或指定的量。

在另一个实施例中，提供了另一种方法(例如，用于测量到目标对象的间隔距离)。该方法包括发送具有表示数字比特的第一发送模式的波形的第一发送信号，并基于第一发送信号的第一接收回波生成第一数字化回波信号。第一数字化回波信号包括表示数字比特的数据流的波形。该方法还包括将数字比特的第一接收模式与第一数字化回波信号中的数字比特的数据流的多个不同的子集进行比较，以识别感兴趣的子集，该感兴趣的子集相比于一个或多个其他子集指示第一接收模式存在和/或时间位置。该方法还包括基于第一数字化回波信号中的数据流的开始和感兴趣的子集之间的时间延迟来识别第一发送信号和第一接收回波的飞行时间。

在另一个方面，该方法还包括发送具有表示数字比特的第二发送模式的波形的第二发送信号，并基于第二发送信号的第二接收回波生成第二基带回波信号的同相(I)分量和正交(Q)分量。第二基带回波信号包括表示数字比特的数据流的波形。该方法还包括将表示数字比特序列的时间延迟后的第二接收波形模式与第二基带回波信号进行比较。第二接收模式从第二发送信号的发送时间被延迟感兴趣的子集的时间延迟。将第二接收模式的同相(I)分量与第二基带回波信号的I分量进行比较，以识别第二接收模式和第二基带回波信号之间的第一时间未对准。将第二接收模式的正交(Q)分量与第二基带回波信号的Q分量进行比较，以识别第二接收模式和第二基带回波信号之间的第二时间未对准。该方法还包括通过第一时间未对准和第二时间未对准来增加飞行时间。

在另一个方面，该方法还包括基于第一时间未对准或第二时间未对准中的一个或多个的变化来识别目标对象的运动。

在另一个方面，第一发送模式不同于第一接收模式。

应当理解，以上描述旨在说明而非限制。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。此外，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行多种修改以使特定情况或材料适于本发明的教导。尽管本文所描述的材料的尺寸和类型旨在限定主题的参数，但是它们决不是限制性的，而是示例性的实施例。通过阅读以上描述，多个其他实施例对于本领域普通技术人员来说将是清楚的。因此，本文所描述的主题的范围应该参考所附权利要求以及这些权利要求所具有的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的通俗英语等同物。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并不旨在对它们的对象强加数字要求。此外，对所附权利要求的限制不是以装置加功能(means-plus-function)的形式撰写的，也不旨在基于《美国法典》第35篇第112节(35U.S.C.§112)第6段来解释，除非且直到这样的权利要求限制明确地使用短语“用于…的装置”且后面跟着没有进一步结构的功能声明。

本书面描述使用示例来公开本主题的若干个实施例(包括最佳模式)，并且还使本领域的任何普通技术人员能够实践本文所公开的实施例，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何所结合的方法。本主题的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元素、或者如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等同结构元素，则这些其他示例旨在权利要求的范围内。

当结合附图阅读时，将更好地理解对所公开的主题的特定实施例的前述描述。就附图示出各种实施例的功能框的程度而言，功能框不一定指示硬件电路之间的划分。因此，例如，功能框(例如，处理器或存储器)中的一个或多个可以在单片硬件(例如，通用信号处理器、微控制器、随机存取存储器、硬盘等)中实现。类似地，程序可以是独立的程序、可以作为子例程结合到操作系统中、可以是安装的软件包中的功能等。各种实施例不限于附图中示出的布置和手段。

如本文所使用的，以单数形式陈述并以词“一”或“一个”开头的元件或步骤应该被理解为不排除复数的所述元件或步骤，除非明确陈述了这种排除。此外，对本主题的“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除还结合了所述特征的附加实施例的存在。此外，除非明确地声明为相反地，否则实施例“包括”、“包含”或“具有”具有特定属性的一个或多个元素可以包括不具有该属性的附加的这种元素。

由于可以在上述系统和方法中做出特定改变，而不脱离本文所涉及的主题的精神和范围，因此，上面描述的或附图中示出的所有主题应该仅被解释为说明本文的概念的示例，而不应该被解释为限制所公开的主题。

本公开的各种实施例可以在适于存储和/或执行程序代码的数据处理系统中实现，该数据处理系统包括通过系统总线直接或间接耦合到存储器元件的至少一个处理器。例如，存储器元件包括在程序代码的实际执行期间所采用的本地存储器、大容量存储装置和高速缓存，其提供至少一些程序代码的临时存储，以便减少在执行期间必须从大容量存储装置检索代码的次数。

I/O设备(包括但不限于键盘、显示器、指点设备、DASD、磁带、CD、DVD、拇指驱动器(thumb drive)和其他存储器介质等)可以直接或通过中间的I/O控制器耦合到系统。网络适配器也可以耦合到系统，以使数据处理系统能够通过中间的私有或公共网络耦合到其他数据处理系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡只是网络适配器的几种可用类型。

本公开可以具体实施为系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括其上具有计算机可读程序指令的计算机可读存储介质(或多个介质)，用于使处理器执行本公开的各方面。计算机可读存储介质可以是能够留存和存储指令以供指令执行设备使用的有形设备。例如，计算机可读存储介质可以是但不限于，电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非穷举列表包括以下：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备，诸如穿孔卡或其上记录有指令的凹槽中的凸起结构，以及前述的任何合适的组合。

本文所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质被下载到相应的计算/处理设备、或者经由网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网络)被下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令，以用于相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质的存储。

用于执行本公开的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微码、固件指令、状态设置数据，或者是以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，包括面向对象的编程语言(诸如Smalltalk、C++等)以及传统的过程编程语言(诸如“C”编程语言或类似的编程语言)。代码段或机器可执行指令可以表示过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类或指令、数据结构或程序语句的任何组合。代码段可以通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数或存储器内容而耦合到另一个代码段或硬件电路。信息、自变量、参数、数据等可以经由任何合适的方式被传递、转发或发送，包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络发送等。计算机可读程序指令可以完全地在用户的计算机上执行、部分地在用户的计算机上执行、作为独立的软件包执行、部分地在用户的计算机上执行、部分地在远程计算机上执行、或者完全地在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机、或者可以(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)连接到外部计算机。在一些实施例中，电子电路(例如包括可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA))可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化电子电路来执行计算机可读程序指令，以便执行本公开的各方面。

本文参考根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本公开的各方面。应当理解，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以通过计算机可读程序指令来实现。结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经在上面根据各种说明性组件、块、模块、电路和步骤的功能对它们进行了一般性的描述。这种功能实现为硬件还是软件取决于特定的应用和对整个系统施加的设计约束。技术人员可以针对每个特定应用以不同的方式实现所描述的功能，但是这种实现决策不应被解释为导致脱离本公开的范围。

附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能的实现方式的架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个框可以表示模块、段或指令部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些可替代的实现方式中，框中提到的功能可以不按图中提到的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行、或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意到，框图和/或流程图图示的每个框以及框图和/或流程图图示中的框的组合可以由基于专用硬件的系统来实现，该系统执行指定的功能或行动或者执行专用硬件和计算机指令的组合。

如“然后”、“下一个”等词语不旨在限制步骤的顺序；这些词只是用来引导读者通览对方法的描述。尽管处理流程图可以将操作描述为顺序过程，但是多个操作可以并行或并发地执行。此外，可以重新布置操作的顺序。处理可以对应于方法、函数、过程、子例程、子程序等。当处理对应于函数时，其终止可以对应于该函数返回到调用函数或主函数。

关于特定示例实施例描述的特征或功能可以在各种其他示例实施例中和/或与各种其他示例实施例组合和再组合。此外，本文公开的示例实施例的不同方面和/或元素也可以以类似的方式组合和再组合。此外，一些示例实施例，无论是单独的还是一起的，都可以是更大的系统的组件，其中，其他过程可以优先于和/或以其他方式修改它们的应用。此外，如本文所公开的，在示例实施例之前、之后和/或与示例实施例同时，可能需要多个步骤。注意，至少如本文所公开的，任何和/或所有方法和/或过程可以经由至少一个实体或行动者以任何方式被至少部分地执行。

尽管本文已经详细描述了优选的实施例，但是本领域技术人员知道，在不脱离本公开的精神的情况下，可以进行各种修改、添加、替换等。因此，这些修改、添加、替换被认为在如所附权利要求所限定的本公开的范围内。