[发明专利]定向速度和距离传感器

说明书

本发明涉及一种定向速度和距离传感器。本发明涉及一种使用定向传感器用于检测在道路的关注的区域内或在停车位中的车辆或对象的存在的方法。该方法包括以下步骤：发射小于5英尺的微波发射脉冲；通过定向天线系统辐射发射的脉冲；接收由可调节接收窗口接收到的脉冲；整合或组合来自多个接收到的脉冲的信号；放大和滤波整合的接收信号；数字化组合的信号；将数字化的信号与至少一个预设或动态计算的阈值进行比较，以确定在传感器的视场中的对象的存在或不存在；以及提供每个具有少于3ns的上升和下降时间并且能够产生少于10ns的持续时间的脉冲的至少一个脉冲发生器。

本申请为针对分案申请的分案申请，原申请的申请日是2012年5月4日，申请号是201280063118.8，发明名称为“定向速度和距离传感器”；针对的分案申请的申请日是2012年5月4日，申请号是201610165082.4，发明名称为“定向速度和距离传感器”。

相关申请的交叉参考

本申请基于35U.S.C.119(e)，要求2011年10月19日提交的美国临时申请序列号61/549,029以及由Subramanya,B.2012年4月25日提交的61/638,173的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及基于飞行时间测距技术的定向速度和距离测量传感器，其可用于在关注的区域中检测对象，如路口停止线、接入控制设备、或停车位附近的汽车。所述传感器还可以充当转发器，并且可与车载设备和其他转发器组合，并且可以部署为网络。

背景技术

在接近传感器的狭窄的和限定的关注区域中的缓慢移动的车辆或人员的领域中使用飞行时间技术是不常见的。光在空气中以略小于每纳秒1英尺行进。当测距短的距离，如当在停车位中或邻近交通信号停止线检测车辆时需要的那些，脉冲宽度需要非常短，否则在发射脉冲和接收脉冲之间将不会有间隔。例如，飞机雷达的脉冲宽度倾向于在微秒范围内，并且其不为附近的对象工作，例如当飞机在低空时。

如果以飞行时间模式使用，则停车传感器需要具有通常1-3纳秒持续时间的发射脉冲以在发射和接收窗口之间具有足够的间隔。以这些脉冲宽度，发射频谱变得非常宽，高达1GHz或以上。

管理机构像FCC分配用于这种目的的任何地方没有大于1GHz的频谱块，因为频谱是非常宝贵的资源。在一些极高的频率(>60GHz)，有潜在足够大的频谱块(block)，但它们难以经济地与本技术一起使用。

然而存在意欲用于这样的低发射之间的FCC第15部分(15.209)的“普通级”频谱，其对任何其它事物没有可能的干扰。这需要发射器发射手机功率的大约一万亿分之一。这已经主要用于在封闭的金属箱内发射的发射器(其中在金属箱外发射符合规范)。

存在对于这样的传感器的需要：其首次使用经过严格的监管的FCC频率限制的飞行时间雷达，以检测在短距离或接近的近程中的移动。

发明内容

所描述的本发明更适用于某些测量，特别是使用电池操作设备以检测和测量对象，如可以是移动的或静止的汽车或人。其他感测技术存在，如使用雷达、激光，或超声的多普勒技术，使用雷达、激光、红外、或超声的调频连续波技术，使用超声的飞行时间测距等，但这些技术不很适合具有缓慢或静止对象的情况和室外环境。真正的使用雷达或激光的飞行时间测距一直是不可能的，直到现在由于感测到的对象的近程才适应这些测量，其规定极为严格的公差用于发射脉冲和接收窗口并且具有从接收到的信号分离所述发射突发串(burst)的困难。本发明公开的技术，可以使得飞行时间测距传感器用于对象的性能的检测与测量，如在关注的限定区域中的汽车，尤其是在室外环境中，如停车位或道路。