主偏波／交差偏波マッピングを用いる測位システム
主偏波／交差偏波レーダマッピングを使用するローカル測位システムが提供される。本方法の一実施形態では、第１の偏波を有する少なくとも第１の電磁パルスが送信される。第１の偏波を優先的に有する第１のリターン信号が各期間にわたって受信される。第１のリターン信号は、測位システムのレーダ検出エリア内の物体に対応する第１のリターンパルスを分離するように処理される。第１の偏波を有する少なくとも第２の電磁パルスも送信される。第２の偏波を優先的に有する第２のリターン信号が各期間にわたって受信される。第２のリターン信号は、物体に対応する第２のリターンパルスを分離するように処理される。物体の特性が、第１のリターンパルス及び第２のリターンパルスの相対的な信号強度に従って求められる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、測位システムに関し、より具体的には、主偏波（co-polarized）／交差偏波（cross-polarized）マッピングを用いて測位システムに対する物体の位置を求めるためのシステム及び方法に関する。
本願は、２００３年７月３日に出願された係属中の米国特許出願第１０／６１４，０９７号の部分継続出願である。米国特許出願第１０／６１４，０９７号は、その全体が参照により本明細書に援用される。
以下の出願は、本願に関連し、参照により本明細書に援用される。
２００５年４月１１日に出願された「Improved Radar System for Improved Positioning」という発明の名称の米国特許出願第１１／１０３，９６４号；
２００５年４月１１日に出願された「Positioning System with a Sparse Antenna Array」という発明の名称の米国特許出願第１１／１０３，９６５号；
２００５年４月１１日に出願された「Positioning System with Intentional Multi-Path Signal」という発明の名称の米国特許出願第１１／１０３，９５０号；
２００５年４月１１日に出願された「Decoherence Plate for Use in a Communications System」という発明の名称の米国特許出願第１１／１０４，００７号。
【背景技術】
【０００２】
ローカル測位システムは、特に、自律走行車の用途及び精密施工ツールの用途で、ナビゲーション能力を必要とする移動デバイスを実現するために重要な存在となってきている。ＧＰＳ等のグローバル測位システムは、通例、１０ｃｍ程の中程度の精度の位置情報しか提供せず、水平線近くまで空の澄んだ視界を必要とする。能動コンポーネント又は受動コンポーネントのいずれかが作業範囲（ボリューム）に分散されているローカル測位システムは、はるかに高い精度の測位（たとえば、１ｃｍより高い精度の測位）を可能にすることができ、最も複雑な閉鎖形状（enclosed geometry）であっても動作の必要があるときはユーザによるシステムの拡張を可能にする。
【０００３】
従来のローカル測位システムは、アコースティック（音波）測距システム及びレーザ測距システムを含む。アコースティックシステムは、通常、トランスポンダビーコンを使用して、デバイスのネットワーク内における距離を測定する。それらのデバイスのいくつかは、固定されてローカル座標系を形成する。
あいにく、空気中の音波伝播特性のために、アコースティックシステムは、１ｃｍ以上の精度までの距離しか測定することができず、比較的短い距離間隔にわたってしか測定することができない。レーザに基づくローカル測位システムは、デバイスとプリズム等の１又は複数の反射物体との間の角度及び距離の双方の測定値を利用して、デバイスの位置を三角測量又は三辺測量（trilateralate）する。しかしながら、レーザシステムは、現在、システムコストを３万ドル以上にすることがある高価な指示メカニズム（pointing mechanism）を使用している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
２次元（２Ｄ）の位置又は３次元（３Ｄ）の位置を数ミリメートルの精度まで求めることができる比較的低コスト（たとえば、２０００ドル未満）のローカル測位システムは、屋内での精密施工及び屋外での精密施工、採鉱、精密農業、並びにスタジアムフィールドの草刈り及び処置のような応用分野で大きな一組の見込みのある製品の可能性を与える。本発明は、従来のローカル測位システムのコストの限界及び制度の限界を克服することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
レーダマッピングのシステム及び方法は、低コストであるが、高精度のローカル測位システムを提供する。
本方法の一実施の形態では、搬送波信号周波数及び第１の偏波を有する第１の電磁パルスが送信される。第１のリターン信号が、各期間にわたって受信される。第１のリターン信号は、第１の偏波を優先的に有する。第１のリターン信号は、測位システムのレーダ検出エリア内の物体からの第１のリターンパルスを含む。第１のリターン信号は、当該第１のリターン信号から第１のリターンパルスを分離するように処理される。
【０００６】
搬送波信号周波数及び第１の偏波を有する第２の電磁パルスが送信される。第２のリターン信号が、各期間にわたって受信される。第２のリターン信号は、第２の偏波を優先的に有する。第２のリターン信号は、測位システムのレーダ検出エリア内の物体からの第２のリターンパルスを含む。第２のリターン信号は、当該第２のリターン信号から第２のリターンパルスを分離するように処理される。物体の特性が、第１のリターンパルス及び第２のリターンパルスの相対的な信号強度に従って求められる。
【０００７】
いくつかの実施の形態では、第１の偏波は右旋円偏波であり、第２の偏波は左旋円偏波である。いくつかの実施の形態では、第１の偏波は左旋円偏波であり、第２の偏波は右旋円偏波である。
本システムの一実施の形態では、デバイスは、搬送波信号周波数及び第１の偏波を有する第１の電磁パルスを送信するように構成されている。デバイスは、各期間にわたって、測位システムのレーダ検出エリア内の物体から第１のリターンパルスを含む第１のリターン信号を受信するように構成されている。第１のリターン信号は、第１の偏波を優先的に有する。デバイスは、第１のリターン信号から第１のリターンパルスを分離するように第１のリターン信号を処理するように構成されている。
【０００８】
また、デバイスは、搬送波信号周波数及び第１の偏波を有する第２の電磁パルスを送信するようにも構成されている。デバイスは、各期間にわたって、物体からの第２のリターンパルスを含む第２のリターン信号を受信するように構成されている。受信される第２のリターン信号は、第２の偏波を優先的に有する。デバイスは、第２のリターン信号から第２のリターンパルスを分離するように第２のリターン信号を処理するように構成されている。デバイスは、第１のリターンパルス及び第２のリターンパルスの相対的な信号強度に従って物体の特性を求めるように構成されている。
いくつかの実施の形態では、第１の偏波は右旋円偏波であり、第２の偏波は左旋円偏波である。いくつかの実施の形態では、第１の偏波は左旋円偏波であり、第２の偏波は右旋円偏波である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の説明において、同様の参照符号は、図面のいくつかの図を通じて対応する部分を示している。
本発明の実施形態を詳細に説明する。実施形態の例は、添付図面に示されている。以下の詳細な説明では、本発明の徹底した理解を提供するために、多数の具体的な詳細が述べられている。しかしながら、本発明は、これらの具体的な詳細がなくても実施できることが当業者には明らかであろう。それ以外の場合には、本発明の態様を不必要に分かりにくくしないように、既知の方法、手順、コンポーネント（構成要素）、及び回路は詳細に説明されていない。
【００１０】
電磁信号（時に、電磁波と呼ばれる）は、電界ベクトル成分及び磁界ベクトル成分を有する。電磁信号の偏波は、電磁信号の伝播方向に対する直交面での電磁信号の電界ベクトルの形状及び軌跡によって説明される。電磁信号の偏波には、直線偏波、楕円偏波、右旋楕円偏波、左旋楕円偏波、右旋円偏波（ＲＨＣＰ）、及び左旋円偏波（ＬＨＣＰ）が含まれ得る。
【００１１】
一般に、物体からの反射又は散乱時に、電磁信号の位相の変化によって、電磁信号の偏波は変化する。散乱には、鏡面反射及び散漫散乱が含まれる。鏡面反射において偏波が変化する結果、物体のフレネル反射係数と、電磁信号が伝播する空気等の媒体のフレネル反射係数との間に差が生じる。この技術分野で知られているように、フレネル反射係数は、電磁信号の波長、電磁信号の入射角、物体及び媒体の複素屈折率、並びに、もしあれば、物体及び／又は媒体の複素屈折率の異方性の関数である。散漫散乱における偏波の変化には、物体（たとえば、木の樹皮）の表面の粗さによる複数の散乱事象及び物体（たとえば、木、その枝及び葉、又は木の葉）のボリューム（volume）全体を通じて屈折率が空間的に不均質であることによる複数の散乱事象が含まれる。
【００１２】
ＲＨＣＰ又はＬＨＣＰを最初に有する電磁信号に対して、木等のクラッタは、主として逆の円偏波を有する反射電磁信号を返す。これとは逆に、ＲＨＣＰ又はＬＨＣＰを最初に有する電磁信号に対して、ほぼ垂直の２つの面を有する二面リフレクタとしても知られているコーナリフレクタでは、リターン電磁信号は、主として最初の円偏波を有する。
【００１３】
いくつかのローカル測位システムは、デバイスから、既知の位置を有する１又は複数の物体までの１又は複数の距離を求めることによってデバイスの位置を求める。いくつかのローカル測位システムでは、物体はランドマークである。いくつかのローカル測位システムでは、ランドマークは受動リフレクタであり、たとえば、バイヘデラル（二面）リフレクタである。受動リフレクタを使用するローカル測位システムの課題は、受動ランドマークに対応するリターン電磁信号と、ローカル測位システムのレーダ検出エリア内の他の物体に対応するリターン電磁信号とを区別することである。加えて、自然物と受動ランドマーク等の人工物とを区別することは多くの場合困難である。
【００１４】
いくつかのローカル測位システムでは、ランドマークは能動ランドマークである。能動ランドマークは、デバイスから電磁信号を受信して、リターン電磁信号を送信する。いくつかの実施形態では、リターン電磁信号は偏波を有する。リターン信号の偏波は、受信信号の偏波と同じにすることもできるし、異なるようにすることもできる。
【００１５】
ランドマーク及び他の物体からの反射の際の電磁信号の偏波の変化を使用して、ランドマークからの反射と他の物体からの反射とを区別するのに役立てることができる。詳細には、各偏波を有する電磁信号を送信し、同じ各偏波（主偏波）又は直交偏波（交差偏波）を有するリターン電磁信号に対応する受信信号の相対的な信号強度又は信号電力を比較することによって、物体の特性を求めることができる。たとえば、求められる特性は、物体の粗さとすることができる。この特性によって、受動ランドマークを他の物体と区別することが可能になり、人工物を自然物と区別することが可能になる。
【００１６】
たとえば、主偏波（同一偏波）信号強度に対する交差偏波（直交偏波）信号強度の比を求めることができる。この比は、滑らかな表面では非常に小さく、表面が粗くなるにつれて増加し、表面の粗さのサイズがほぼ電磁信号の波長程度である特徴を有する場合にピークとなる。同様に、この比は、物体のボリューム全体を通じて屈折率が空間的に不均質であることにより複数の散乱事象が生じる場合も高くなる。一方、滑らかな受動バイヘデラルリフレクタの場合、この比は小さい。
【００１７】
図２は、ローカル測位システム２００の一実施形態を示している。いくつかの実施形態では、システム２００のレーダ検出エリアは、最大寸法として５０ｍ、１００ｍ、２５０ｍ、５００ｍ、１０００ｍ、５０００ｍ、又は１００００ｍを有することができる。デバイス２１０は、搬送波信号周波数及び第１の偏波２１４を有する１又は複数の電磁パルス２１２を送信する。第１の偏波２１４は、この例示ではＬＨＣＰである。他の実施形態では、第１の偏波２１４はＲＨＣＰである。一実施形態では、電磁パルス２１２は、継続時間が１ナノ秒（ｎｓ）であり、６ギガヘルツ（ＧＨｚ）の搬送波信号周波数を有する。他の実施形態は、電磁パルス２１２の継続時間及び搬送波信号周波数の組み合わせとして、１ｎｓ及び２４ＧＨｚ、５ｎｓ及び６ＧＨｚ、並びに１ｎｓ及び７７ＧＨｚの組み合わせを使用することができる。他の多くのパルス継続時間及び搬送波信号周波数をさらに他の実施形態で使用することができる。
【００１８】
電磁パルス２１２は、システム２００のレーダ検出エリア内の物体によって反射される。物体には、受動リフレクタ２１６、木の葉２２２、及び建物２２４が含まれる。図２は、１つのデバイス２１０及び１つの受動リフレクタ２１６を有する一実施形態を示しているが、いくつかの実施形態は、２つ以上のデバイス、２つ以上の受動リフレクタ、又はその双方を有することができる。いくつかの実施形態では、受動リフレクタ２１６は、受動バイヘデラルリフレクタ又は受動コーナキューブリフレクタである。デバイス２１０は、或る期間にわたって１又は複数のリターンパルスを含む１又は複数のリターン信号２１８を受信する。リターン信号２１８−１又は２１８−２等の（特定の物体が最初のパルス（複数可）を反射することによって生成された）各リターン信号の偏波２２０は、第１の偏波２１４とほぼ同じであるか、又は、第１の偏波２１４に対してほぼ直交している第２の偏波を有する。いくつかの実施形態では、第１の偏波２１４はＲＨＣＰであり、偏波２２０はＬＨＣＰ又はＲＨＣＰのいずれかである。いくつかの実施形態では、第１の偏波２１４はＬＨＣＰであり、偏波２２０はＬＨＣＰ又はＲＨＣＰのいずれかである。主偏波されたリターン信号２１８及び交差偏波されたリターン信号２１８の相対的な信号強度又は信号電力を比較することによって、物体の粗さ等の物体の特性を求めることができる。これによって、滑らかな表面を有する受動リフレクタ２１６を、木の葉２２２及び建物２２４と区別することが可能になる。
【００１９】
詳細には、特定の領域（たとえば、デバイス２１０の近傍又は周囲）のレーダマップを生成するために、デバイス２１０は、搬送波信号周波数及び偏波２１４等の第１の偏波を有するパルス２１２−１等の少なくとも第１のパルスを送信する。デバイスは、偏波２２０等の第１の偏波を優先的に有するリターン信号２１８−１等の第１のリターン信号を受信する。第１のリターン信号は、少なくとも第１のリターンパルスを含む。デバイス２１０は、第１のリターン信号から第１のリターンパルスを分離するように第１のリターン信号を処理する。また、デバイスは、搬送波信号周波数及び第１の偏波を有するパルス２１２−２等の少なくとも第２のパルスも送信する。図２における送信パルス２１２及びリターン信号２１８の矢印は、例示のためのものにすぎず、必ずしも、パルス及びリターン信号が特定の指向性を有することを示すものではないことに留意されたい。いくつかの実施形態では、送信パルスは等方的であり、他の実施形態では、送信パルスは方向が絞られている。
【００２０】
デバイスは、偏波２２０等の第２の偏波を優先的に有するリターン信号２１８−２等の第２のリターン信号を受信する。第２の偏波は、第１の偏波に対してほぼ直交している。第２のリターン信号は、少なくとも第２のリターンパルスを含む。デバイス２１０は、第２のリターン信号から第２のリターンパルスを分離するように第２のリターン信号を処理する。デバイス２１０は、第１のリターンパルス及び第２のリターンパルスの相対的な信号強度に従って物体の１又は複数の特性を求める。いくつかの実施形態では、この特性は、物体の少なくとも１つの表面の粗さである。例示的な一実施形態では、第１の偏波はＲＨＣＰであり、第２の偏波はＬＨＣＰである。別の例示的な実施形態では、第１の偏波はＬＨＣＰであり、第２の偏波はＲＨＣＰである。さらに別の実施形態では、双方の偏波を有するリターン信号が、送信パルスに応答してほぼ同時に受信される。
【００２１】
ローカル測位システム２００の一変形では、物体は、少なくとも１つのオプションの能動ランドマーク２２６を含むことができる。能動ランドマーク２２６は、搬送波信号周波数を有する電磁パルス２２６を返す。リターン電磁パルスの偏波２２０は、第１の偏波２１４とほぼ同じであるか、又は、第１の偏波２１４に対してほぼ直交している第２の偏波を有する。いくつかの実施形態では、リターン電磁パルスの偏波２２８は、搬送波信号周波数と異なる第２の搬送波信号周波数を有する。いくつかの実施形態では、リターン電磁パルス２２６は、振幅変調又は周波数変調されている。いくつかの実施形態では、リターン電磁パルス２２６は方形波である。いくつかの実施形態では、リターン電磁パルス２２６は符号化されている。たとえば、リターン電磁パルスは、オンオフキーイング、直交振幅変調、連続位相周波数シフトキーイング、周波数シフトキーイング、位相シフトキーイング、差動位相シフトキーイング、直交位相シフトキーイング、最小っシフトキーイング、ガウス型最小シフトキーイング、パルス位置変調、パルス振幅変調、パルス幅変調、ウォルシュ符号変調、ゴールド符号変調、バーカー符号変調、擬似ランダム雑音列変調、又は、ゼロ時間オフセットで１の自己相関を有し、非ゼロ時間オフセットでほぼ０に近い自己相関を有するＤＣフリー符号を使用して符号化することができる。能動ランドマーク２２６を使用することによって、ローカル測位システム２００においてデバイス２１０からより大きな間隔の場所においてリターン電磁パルス２２８を区別することが可能になる。
【００２２】
図１は、主偏波／交差偏波レーダマッピング（co-polarized and cross-polarized radar mapping）を用いる測位システムにおけるオペレーションの一実施形態を示すフローチャートである。第１の偏波を有する第１のパルスが送信される（ステップ１１２）。少なくとも第１のリターンパルスを含む第１のリターン信号が受信される（ステップ１１４）。第１のリターン信号は、第１のリターンパルスを分離するように処理される（ステップ１１６）。第１の偏波を有する第２のパルスが送信される（ステップ１１８）。少なくとも第２のリターンパルスを含む第２のリターン信号が受信される（ステップ１２０）。第２のリターン信号は、第２のリターンパルスを分離するように処理される（ステップ１２２）。第１のリターンパルス及び第２のリターンパルスの相対的な信号強度に従って物体の特性が求められる（ステップ１２４）。
【００２３】
図３は、測位システムの一実施形態３００の図である。デバイス３１０は、複数の送信機３１２及び１つの受信機３２０を備える。デバイス３１０は、少なくとも第１の組のパルス３１４を送信する。パルス３１４は、物体３１６から散乱反射される。デバイス３１０は、リターン信号３１８を受信する。
【００２４】
図４は、測位システムの一実施形態４００の図である。デバイス４１０は、１つの送信機４１２及び複数の受信機４２０を備える。デバイス４１０は、少なくとも第１のパルス４１４を送信する。パルス４１４は、物体４１６から散乱反射される。デバイス４１０は、一組のリターン信号４１８を受信する。
【００２５】
図５は、測位システムの一実施形態におけるデバイス２１０、デバイス３１０、デバイス４１０等の一般的なデバイス５１０の構成要素（コンポーネント）の図である。デバイス５１０の１又は複数の送信機及び１又は複数の受信機は示されていない。デバイスは、少なくとも１つのアンテナ５０８を備える。いくつかの実施形態では、デバイス５１０は、少なくとも１つの円偏波アンテナを備えることができる。いくつかの実施形態では、デバイス５１０は、送信及び受信に使用される少なくとも１つの偏波アンテナを備えることができる。一実施形態では、デバイス５１０は、２つのアンテナを備え、１つはＲＨＣＰ信号の送受信用であり、もう１つはＬＨＣＰ信号の送受信用である。
【００２６】
デバイス５１０は、フロントエンド回路５１２及び１又は複数の信号を変更するための信号プロセッサ５１４を備える。この変更は、変調符号の増幅、フィルタリング、及び／又は除去を含むことができる。デバイス５１０は、１又は複数の処理ユニット（ＣＰＵ）５１６、メモリ５２０、及びこれらのコンポーネントを接続するための１又は複数の通信バス５１８を備える。代替的な実施形態では、デバイス５１０の機能の一部又は全部を、１又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で実施することができ、それによって、処理ユニット５１６の必要性をなくすことができるか、又は処理ユニット５１６の役割を削減することができる。メモリ５２０は、高速ランダムアクセスメモリを含むことができ、また、１又は複数の磁気ディスクストレージデバイス等の不揮発性メモリも含むことができる。メモリ５２０は、処理ユニット５２０から遠隔に配置された大容量記憶装置を含むことができる。
【００２７】
メモリ５２０は、ハードウェア依存タスクを実行するためのさまざまな基本システムサービスをハンドリングするプロシージャを含んだオペレーティングシステム５２２を記憶する。また、メモリ５２０は、１又は複数のプログラムモジュール５２４も記憶する。プログラムモジュール５２４は、リターン信号から１又は複数のパルスを分離するパルス分離モジュール又は一組の命令５２６を含む。また、プログラムモジュール５２４は、主偏波リターン信号及び交差偏波リターン信号の相対的な信号強度に従って物体の特性を求める物体特性決定モジュールすなわち一組のインストラクション（命令）５２８も含む。
【００２８】
メモリ５２０のモジュールすなわち一組のインストラクションは、処理ユニット５１６によって実行される。加えて、デバイス５１０は、実行可能プロシージャ、サブモジュール、テーブル、及び他のデータ構造体（図示せず）を含むことができる。いくつかの実施形態では、追加のモジュール及びデータ構造体、又は、異なるモジュール及びデータ構造体を使用することができ、上記に列挙したモジュール及び／又はデータ構造体のいくつかは、使用されない場合がある。いくつかの実施形態では、当該技術分野で知られているように、デバイス５１０の能力は、ハードウェアにおける実施を多くして、ソフトウェアにおける実施を少なくすることもできるし、ハードウェアにおける実施を少なくして、ソフトウェアにおける実施を多くすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】測位システムの一実施形態で実行されるオペレーションを示すフローチャートである。
【図２】測位システムの一実施形態を示す図である。
【図３】測位システムの一実施形態を示す図である。
【図４】測位システムの一実施形態を示す図である。
【図５】測位システムの一実施形態におけるデバイスの一般的なコンポーネントの図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、測位システムに関し、より具体的には、主偏波（co-polarized）／交差偏波（cross-polarized）マッピングを用いて測位システムに対する物体の位置を求めるためのシステム及び方法に関する。
本願は、２００３年７月３日に出願された係属中の米国特許出願第１０／６１４，０９７号の部分継続出願である。米国特許出願第１０／６１４，０９７号は、その全体が参照により本明細書に援用される。
以下の出願は、本願に関連し、参照により本明細書に援用される。
２００５年４月１１日に出願された「Improved Radar System for Improved Positioning」という発明の名称の米国特許出願第１１／１０３，９６４号；
２００５年４月１１日に出願された「Positioning System with a Sparse Antenna Array」という発明の名称の米国特許出願第１１／１０３，９６５号；
２００５年４月１１日に出願された「Positioning System with Intentional Multi-Path Signal」という発明の名称の米国特許出願第１１／１０３，９５０号；
２００５年４月１１日に出願された「Decoherence Plate for Use in a Communications System」という発明の名称の米国特許出願第１１／１０４，００７号。
【背景技術】
【０００２】
ローカル測位システムは、特に、自律走行車の用途及び精密施工ツールの用途で、ナビゲーション能力を必要とする移動デバイスを実現するために重要な存在となってきている。ＧＰＳ等のグローバル測位システムは、通例、１０ｃｍ程の中程度の精度の位置情報しか提供せず、水平線近くまで空の澄んだ視界を必要とする。能動コンポーネント又は受動コンポーネントのいずれかが作業範囲（ボリューム）に分散されているローカル測位システムは、はるかに高い精度の測位（たとえば、１ｃｍより高い精度の測位）を可能にすることができ、最も複雑な閉鎖形状（enclosed geometry）であっても動作の必要があるときはユーザによるシステムの拡張を可能にする。
【０００３】
従来のローカル測位システムは、アコースティック（音波）測距システム及びレーザ測距システムを含む。アコースティックシステムは、通常、トランスポンダビーコンを使用して、デバイスのネットワーク内における距離を測定する。それらのデバイスのいくつかは、固定されてローカル座標系を形成する。
あいにく、空気中の音波伝播特性のために、アコースティックシステムは、１ｃｍ以上の精度までの距離しか測定することができず、比較的短い距離間隔にわたってしか測定することができない。レーザに基づくローカル測位システムは、デバイスとプリズム等の１又は複数の反射物体との間の角度及び距離の双方の測定値を利用して、デバイスの位置を三角測量又は三辺測量（trilateralate）する。しかしながら、レーザシステムは、現在、システムコストを３万ドル以上にすることがある高価な指示メカニズム（pointing mechanism）を使用している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
２次元（２Ｄ）の位置又は３次元（３Ｄ）の位置を数ミリメートルの精度まで求めることができる比較的低コスト（たとえば、２０００ドル未満）のローカル測位システムは、屋内での精密施工及び屋外での精密施工、採鉱、精密農業、並びにスタジアムフィールドの草刈り及び処置のような応用分野で大きな一組の見込みのある製品の可能性を与える。本発明は、従来のローカル測位システムのコストの限界及び制度の限界を克服することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
レーダマッピングのシステム及び方法は、低コストであるが、高精度のローカル測位システムを提供する。
本方法の一実施の形態では、搬送波信号周波数及び第１の偏波を有する第１の電磁パルスが送信される。第１のリターン信号が、各期間にわたって受信される。第１のリターン信号は、第１の偏波を優先的に有する。第１のリターン信号は、測位システムのレーダ検出エリア内の物体からの第１のリターンパルスを含む。第１のリターン信号は、当該第１のリターン信号から第１のリターンパルスを分離するように処理される。
【０００６】
搬送波信号周波数及び第１の偏波を有する第２の電磁パルスが送信される。第２のリターン信号が、各期間にわたって受信される。第２のリターン信号は、第２の偏波を優先的に有する。第２のリターン信号は、測位システムのレーダ検出エリア内の物体からの第２のリターンパルスを含む。第２のリターン信号は、当該第２のリターン信号から第２のリターンパルスを分離するように処理される。物体の特性が、第１のリターンパルス及び第２のリターンパルスの相対的な信号強度に従って求められる。
【０００７】
いくつかの実施の形態では、第１の偏波は右旋円偏波であり、第２の偏波は左旋円偏波である。いくつかの実施の形態では、第１の偏波は左旋円偏波であり、第２の偏波は右旋円偏波である。
本システムの一実施の形態では、デバイスは、搬送波信号周波数及び第１の偏波を有する第１の電磁パルスを送信するように構成されている。デバイスは、各期間にわたって、測位システムのレーダ検出エリア内の物体から第１のリターンパルスを含む第１のリターン信号を受信するように構成されている。第１のリターン信号は、第１の偏波を優先的に有する。デバイスは、第１のリターン信号から第１のリターンパルスを分離するように第１のリターン信号を処理するように構成されている。
【０００８】
また、デバイスは、搬送波信号周波数及び第１の偏波を有する第２の電磁パルスを送信するようにも構成されている。デバイスは、各期間にわたって、物体からの第２のリターンパルスを含む第２のリターン信号を受信するように構成されている。受信される第２のリターン信号は、第２の偏波を優先的に有する。デバイスは、第２のリターン信号から第２のリターンパルスを分離するように第２のリターン信号を処理するように構成されている。デバイスは、第１のリターンパルス及び第２のリターンパルスの相対的な信号強度に従って物体の特性を求めるように構成されている。
いくつかの実施の形態では、第１の偏波は右旋円偏波であり、第２の偏波は左旋円偏波である。いくつかの実施の形態では、第１の偏波は左旋円偏波であり、第２の偏波は右旋円偏波である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の説明において、同様の参照符号は、図面のいくつかの図を通じて対応する部分を示している。
本発明の実施形態を詳細に説明する。実施形態の例は、添付図面に示されている。以下の詳細な説明では、本発明の徹底した理解を提供するために、多数の具体的な詳細が述べられている。しかしながら、本発明は、これらの具体的な詳細がなくても実施できることが当業者には明らかであろう。それ以外の場合には、本発明の態様を不必要に分かりにくくしないように、既知の方法、手順、コンポーネント（構成要素）、及び回路は詳細に説明されていない。
【００１０】
電磁信号（時に、電磁波と呼ばれる）は、電界ベクトル成分及び磁界ベクトル成分を有する。電磁信号の偏波は、電磁信号の伝播方向に対する直交面での電磁信号の電界ベクトルの形状及び軌跡によって説明される。電磁信号の偏波には、直線偏波、楕円偏波、右旋楕円偏波、左旋楕円偏波、右旋円偏波（ＲＨＣＰ）、及び左旋円偏波（ＬＨＣＰ）が含まれ得る。
【００１１】
一般に、物体からの反射又は散乱時に、電磁信号の位相の変化によって、電磁信号の偏波は変化する。散乱には、鏡面反射及び散漫散乱が含まれる。鏡面反射において偏波が変化する結果、物体のフレネル反射係数と、電磁信号が伝播する空気等の媒体のフレネル反射係数との間に差が生じる。この技術分野で知られているように、フレネル反射係数は、電磁信号の波長、電磁信号の入射角、物体及び媒体の複素屈折率、並びに、もしあれば、物体及び／又は媒体の複素屈折率の異方性の関数である。散漫散乱における偏波の変化には、物体（たとえば、木の樹皮）の表面の粗さによる複数の散乱事象及び物体（たとえば、木、その枝及び葉、又は木の葉）のボリューム（volume）全体を通じて屈折率が空間的に不均質であることによる複数の散乱事象が含まれる。
【００１２】
ＲＨＣＰ又はＬＨＣＰを最初に有する電磁信号に対して、木等のクラッタは、主として逆の円偏波を有する反射電磁信号を返す。これとは逆に、ＲＨＣＰ又はＬＨＣＰを最初に有する電磁信号に対して、ほぼ垂直の２つの面を有する二面リフレクタとしても知られているコーナリフレクタでは、リターン電磁信号は、主として最初の円偏波を有する。
【００１３】
いくつかのローカル測位システムは、デバイスから、既知の位置を有する１又は複数の物体までの１又は複数の距離を求めることによってデバイスの位置を求める。いくつかのローカル測位システムでは、物体はランドマークである。いくつかのローカル測位システムでは、ランドマークは受動リフレクタであり、たとえば、バイヘデラル（二面）リフレクタである。受動リフレクタを使用するローカル測位システムの課題は、受動ランドマークに対応するリターン電磁信号と、ローカル測位システムのレーダ検出エリア内の他の物体に対応するリターン電磁信号とを区別することである。加えて、自然物と受動ランドマーク等の人工物とを区別することは多くの場合困難である。
【００１４】
いくつかのローカル測位システムでは、ランドマークは能動ランドマークである。能動ランドマークは、デバイスから電磁信号を受信して、リターン電磁信号を送信する。いくつかの実施形態では、リターン電磁信号は偏波を有する。リターン信号の偏波は、受信信号の偏波と同じにすることもできるし、異なるようにすることもできる。
【００１５】
ランドマーク及び他の物体からの反射の際の電磁信号の偏波の変化を使用して、ランドマークからの反射と他の物体からの反射とを区別するのに役立てることができる。詳細には、各偏波を有する電磁信号を送信し、同じ各偏波（主偏波）又は直交偏波（交差偏波）を有するリターン電磁信号に対応する受信信号の相対的な信号強度又は信号電力を比較することによって、物体の特性を求めることができる。たとえば、求められる特性は、物体の粗さとすることができる。この特性によって、受動ランドマークを他の物体と区別することが可能になり、人工物を自然物と区別することが可能になる。
【００１６】
たとえば、主偏波（同一偏波）信号強度に対する交差偏波（直交偏波）信号強度の比を求めることができる。この比は、滑らかな表面では非常に小さく、表面が粗くなるにつれて増加し、表面の粗さのサイズがほぼ電磁信号の波長程度である特徴を有する場合にピークとなる。同様に、この比は、物体のボリューム全体を通じて屈折率が空間的に不均質であることにより複数の散乱事象が生じる場合も高くなる。一方、滑らかな受動バイヘデラルリフレクタの場合、この比は小さい。
【００１７】
図２は、ローカル測位システム２００の一実施形態を示している。いくつかの実施形態では、システム２００のレーダ検出エリアは、最大寸法として５０ｍ、１００ｍ、２５０ｍ、５００ｍ、１０００ｍ、５０００ｍ、又は１００００ｍを有することができる。デバイス２１０は、搬送波信号周波数及び第１の偏波２１４を有する１又は複数の電磁パルス２１２を送信する。第１の偏波２１４は、この例示ではＬＨＣＰである。他の実施形態では、第１の偏波２１４はＲＨＣＰである。一実施形態では、電磁パルス２１２は、継続時間が１ナノ秒（ｎｓ）であり、６ギガヘルツ（ＧＨｚ）の搬送波信号周波数を有する。他の実施形態は、電磁パルス２１２の継続時間及び搬送波信号周波数の組み合わせとして、１ｎｓ及び２４ＧＨｚ、５ｎｓ及び６ＧＨｚ、並びに１ｎｓ及び７７ＧＨｚの組み合わせを使用することができる。他の多くのパルス継続時間及び搬送波信号周波数をさらに他の実施形態で使用することができる。
【００１８】
電磁パルス２１２は、システム２００のレーダ検出エリア内の物体によって反射される。物体には、受動リフレクタ２１６、木の葉２２２、及び建物２２４が含まれる。図２は、１つのデバイス２１０及び１つの受動リフレクタ２１６を有する一実施形態を示しているが、いくつかの実施形態は、２つ以上のデバイス、２つ以上の受動リフレクタ、又はその双方を有することができる。いくつかの実施形態では、受動リフレクタ２１６は、受動バイヘデラルリフレクタ又は受動コーナキューブリフレクタである。デバイス２１０は、或る期間にわたって１又は複数のリターンパルスを含む１又は複数のリターン信号２１８を受信する。リターン信号２１８−１又は２１８−２等の（特定の物体が最初のパルス（複数可）を反射することによって生成された）各リターン信号の偏波２２０は、第１の偏波２１４とほぼ同じであるか、又は、第１の偏波２１４に対してほぼ直交している第２の偏波を有する。いくつかの実施形態では、第１の偏波２１４はＲＨＣＰであり、偏波２２０はＬＨＣＰ又はＲＨＣＰのいずれかである。いくつかの実施形態では、第１の偏波２１４はＬＨＣＰであり、偏波２２０はＬＨＣＰ又はＲＨＣＰのいずれかである。主偏波されたリターン信号２１８及び交差偏波されたリターン信号２１８の相対的な信号強度又は信号電力を比較することによって、物体の粗さ等の物体の特性を求めることができる。これによって、滑らかな表面を有する受動リフレクタ２１６を、木の葉２２２及び建物２２４と区別することが可能になる。
【００１９】
詳細には、特定の領域（たとえば、デバイス２１０の近傍又は周囲）のレーダマップを生成するために、デバイス２１０は、搬送波信号周波数及び偏波２１４等の第１の偏波を有するパルス２１２−１等の少なくとも第１のパルスを送信する。デバイスは、偏波２２０等の第１の偏波を優先的に有するリターン信号２１８−１等の第１のリターン信号を受信する。第１のリターン信号は、少なくとも第１のリターンパルスを含む。デバイス２１０は、第１のリターン信号から第１のリターンパルスを分離するように第１のリターン信号を処理する。また、デバイスは、搬送波信号周波数及び第１の偏波を有するパルス２１２−２等の少なくとも第２のパルスも送信する。図２における送信パルス２１２及びリターン信号２１８の矢印は、例示のためのものにすぎず、必ずしも、パルス及びリターン信号が特定の指向性を有することを示すものではないことに留意されたい。いくつかの実施形態では、送信パルスは等方的であり、他の実施形態では、送信パルスは方向が絞られている。
【００２０】
デバイスは、偏波２２０等の第２の偏波を優先的に有するリターン信号２１８−２等の第２のリターン信号を受信する。第２の偏波は、第１の偏波に対してほぼ直交している。第２のリターン信号は、少なくとも第２のリターンパルスを含む。デバイス２１０は、第２のリターン信号から第２のリターンパルスを分離するように第２のリターン信号を処理する。デバイス２１０は、第１のリターンパルス及び第２のリターンパルスの相対的な信号強度に従って物体の１又は複数の特性を求める。いくつかの実施形態では、この特性は、物体の少なくとも１つの表面の粗さである。例示的な一実施形態では、第１の偏波はＲＨＣＰであり、第２の偏波はＬＨＣＰである。別の例示的な実施形態では、第１の偏波はＬＨＣＰであり、第２の偏波はＲＨＣＰである。さらに別の実施形態では、双方の偏波を有するリターン信号が、送信パルスに応答してほぼ同時に受信される。
【００２１】
ローカル測位システム２００の一変形では、物体は、少なくとも１つのオプションの能動ランドマーク２２６を含むことができる。能動ランドマーク２２６は、搬送波信号周波数を有する電磁パルス２２６を返す。リターン電磁パルスの偏波２２０は、第１の偏波２１４とほぼ同じであるか、又は、第１の偏波２１４に対してほぼ直交している第２の偏波を有する。いくつかの実施形態では、リターン電磁パルスの偏波２２８は、搬送波信号周波数と異なる第２の搬送波信号周波数を有する。いくつかの実施形態では、リターン電磁パルス２２６は、振幅変調又は周波数変調されている。いくつかの実施形態では、リターン電磁パルス２２６は方形波である。いくつかの実施形態では、リターン電磁パルス２２６は符号化されている。たとえば、リターン電磁パルスは、オンオフキーイング、直交振幅変調、連続位相周波数シフトキーイング、周波数シフトキーイング、位相シフトキーイング、差動位相シフトキーイング、直交位相シフトキーイング、最小っシフトキーイング、ガウス型最小シフトキーイング、パルス位置変調、パルス振幅変調、パルス幅変調、ウォルシュ符号変調、ゴールド符号変調、バーカー符号変調、擬似ランダム雑音列変調、又は、ゼロ時間オフセットで１の自己相関を有し、非ゼロ時間オフセットでほぼ０に近い自己相関を有するＤＣフリー符号を使用して符号化することができる。能動ランドマーク２２６を使用することによって、ローカル測位システム２００においてデバイス２１０からより大きな間隔の場所においてリターン電磁パルス２２８を区別することが可能になる。
【００２２】
図１は、主偏波／交差偏波レーダマッピング（co-polarized and cross-polarized radar mapping）を用いる測位システムにおけるオペレーションの一実施形態を示すフローチャートである。第１の偏波を有する第１のパルスが送信される（ステップ１１２）。少なくとも第１のリターンパルスを含む第１のリターン信号が受信される（ステップ１１４）。第１のリターン信号は、第１のリターンパルスを分離するように処理される（ステップ１１６）。第１の偏波を有する第２のパルスが送信される（ステップ１１８）。少なくとも第２のリターンパルスを含む第２のリターン信号が受信される（ステップ１２０）。第２のリターン信号は、第２のリターンパルスを分離するように処理される（ステップ１２２）。第１のリターンパルス及び第２のリターンパルスの相対的な信号強度に従って物体の特性が求められる（ステップ１２４）。
【００２３】
図３は、測位システムの一実施形態３００の図である。デバイス３１０は、複数の送信機３１２及び１つの受信機３２０を備える。デバイス３１０は、少なくとも第１の組のパルス３１４を送信する。パルス３１４は、物体３１６から散乱反射される。デバイス３１０は、リターン信号３１８を受信する。
【００２４】
図４は、測位システムの一実施形態４００の図である。デバイス４１０は、１つの送信機４１２及び複数の受信機４２０を備える。デバイス４１０は、少なくとも第１のパルス４１４を送信する。パルス４１４は、物体４１６から散乱反射される。デバイス４１０は、一組のリターン信号４１８を受信する。
【００２５】
図５は、測位システムの一実施形態におけるデバイス２１０、デバイス３１０、デバイス４１０等の一般的なデバイス５１０の構成要素（コンポーネント）の図である。デバイス５１０の１又は複数の送信機及び１又は複数の受信機は示されていない。デバイスは、少なくとも１つのアンテナ５０８を備える。いくつかの実施形態では、デバイス５１０は、少なくとも１つの円偏波アンテナを備えることができる。いくつかの実施形態では、デバイス５１０は、送信及び受信に使用される少なくとも１つの偏波アンテナを備えることができる。一実施形態では、デバイス５１０は、２つのアンテナを備え、１つはＲＨＣＰ信号の送受信用であり、もう１つはＬＨＣＰ信号の送受信用である。
【００２６】
デバイス５１０は、フロントエンド回路５１２及び１又は複数の信号を変更するための信号プロセッサ５１４を備える。この変更は、変調符号の増幅、フィルタリング、及び／又は除去を含むことができる。デバイス５１０は、１又は複数の処理ユニット（ＣＰＵ）５１６、メモリ５２０、及びこれらのコンポーネントを接続するための１又は複数の通信バス５１８を備える。代替的な実施形態では、デバイス５１０の機能の一部又は全部を、１又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で実施することができ、それによって、処理ユニット５１６の必要性をなくすことができるか、又は処理ユニット５１６の役割を削減することができる。メモリ５２０は、高速ランダムアクセスメモリを含むことができ、また、１又は複数の磁気ディスクストレージデバイス等の不揮発性メモリも含むことができる。メモリ５２０は、処理ユニット５２０から遠隔に配置された大容量記憶装置を含むことができる。
【００２７】
メモリ５２０は、ハードウェア依存タスクを実行するためのさまざまな基本システムサービスをハンドリングするプロシージャを含んだオペレーティングシステム５２２を記憶する。また、メモリ５２０は、１又は複数のプログラムモジュール５２４も記憶する。プログラムモジュール５２４は、リターン信号から１又は複数のパルスを分離するパルス分離モジュール又は一組の命令５２６を含む。また、プログラムモジュール５２４は、主偏波リターン信号及び交差偏波リターン信号の相対的な信号強度に従って物体の特性を求める物体特性決定モジュールすなわち一組のインストラクション（命令）５２８も含む。
【００２８】
メモリ５２０のモジュールすなわち一組のインストラクションは、処理ユニット５１６によって実行される。加えて、デバイス５１０は、実行可能プロシージャ、サブモジュール、テーブル、及び他のデータ構造体（図示せず）を含むことができる。いくつかの実施形態では、追加のモジュール及びデータ構造体、又は、異なるモジュール及びデータ構造体を使用することができ、上記に列挙したモジュール及び／又はデータ構造体のいくつかは、使用されない場合がある。いくつかの実施形態では、当該技術分野で知られているように、デバイス５１０の能力は、ハードウェアにおける実施を多くして、ソフトウェアにおける実施を少なくすることもできるし、ハードウェアにおける実施を少なくして、ソフトウェアにおける実施を多くすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】測位システムの一実施形態で実行されるオペレーションを示すフローチャートである。
【図２】測位システムの一実施形態を示す図である。
【図３】測位システムの一実施形態を示す図である。
【図４】測位システムの一実施形態を示す図である。
【図５】測位システムの一実施形態におけるデバイスの一般的なコンポーネントの図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローカル測位システムのレーダマッピングの方法であって、
搬送波信号周波数及び第１の偏波を有する少なくとも第１の電磁パルスをデバイスから送信する第１送信ステップと、
各それぞれの間にわたって第１のリターン信号を受信するステップであって、該第１のリターン信号は、前記測位システムのレーダ検出エリア内の物体からの少なくとも第１のリターンパルスを含み、前記第１の偏波を有する信号を優先的に受信する、第１受信ステップと、
前記第１のリターン信号から前記第１のリターンパルスを分離するように該第１のリターン信号を処理する第１処理ステップと、
前記搬送波信号周波数及び前記第１の偏波を有する第２の電磁パルスを前記デバイスから送信する第２送信ステップと、
各期間にわたって第２のリターン信号を受信するステップであって、該第２のリターン信号は、前記測位システムの前記レーダ検出エリア内の前記物体からの第２のリターンパルスを含み、第２の偏波を有する信号を優先的に受信する、第２受信ステップと、
前記第２のリターン信号から前記第２のリターンパルスを分離するように該第２のリターン信号を処理する第２処理ステップと、
前記第１のリターンパルス及び前記第２のリターンパルスの相対的な信号強度に従って前記物体の特性を求めるステップと
からなることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記第１の偏波は右旋円偏波であり、前記第２の偏波は左旋円偏波であることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記第１の偏波は左旋円偏波であり、前記第２の偏波は右旋円偏波であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記送信ステップ及び前記受信ステップの双方に同じ偏波アンテナを使用することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記デバイスからの送信ステップでは１つの送信機を使用し、前記デバイスでの受信ステップでは複数の受信機を使用することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記デバイスからの送信ステップでは複数の送信機を使用し、前記デバイスでの受信ステップでは１つの受信機を使用することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、前記物体は能動ランドマークであることを特徴とするグの方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、前記物体は受動リフレクタであることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法において、前記物体の前記特性は、該物体の少なくとも１つの表面の粗さであることを特徴とする方法。
【請求項１０】
ローカル測位システムであって、
搬送波信号周波数及び第１の偏波を有する少なくとも第１の電磁パルスを送信し、各期間にわたって、該測位システムのレーダ検出エリア内に位置する物体から少なくとも第１のリターンパルスを含む第１のリターン信号を受信し、該第１のリターン信号から該第１のリターンパルスを分離するように該第１のリターン信号を処理し、前記搬送波信号周波数及び前記第１の偏波を有する少なくとも第２の電磁パルスを送信し、各期間にわたって、前記物体からの第２のリターンパルスを含む第２のリターン信号を受信し、該第２のリターン信号から該第２のリターンパルスを分離するように該第２のリターン信号を処理し、前記第１のリターンパルス及び前記第２のリターンパルスの相対的な信号強度に基づいて前記物体の特性を求めるように構成されている、デバイス
を備え、
前記デバイスは、前記第１の偏波を有する前記第１のリターン信号及び第２の偏波を有する前記第２のリターン信号を優先的に受信するよう構成されている
ことを特徴とする測位システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記第１の偏波は右旋円偏波であり、前記第２の偏波は左旋円偏波であることを特徴とする測位システム。
【請求項１２】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記第１の偏波は左旋円偏波であり、前記第２の偏波は右旋円偏波であることを特徴とする測位システム。
【請求項１３】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記物体は能動ランドマークであることを特徴とする測位システム。
【請求項１４】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記物体は受動リフレクタであることを特徴とする測位システム。
【請求項１５】
請求項１４記載の測位システムにおいて、前記受動リフレクタは、ダイヘデラル（二面体）及びコーナキューブから成る群から選択されることを特徴とする測位システム。
【請求項１６】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記デバイスはさらに、少なくとも１つの円偏波アンテナを備えることを特徴とする測位システム。
【請求項１７】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記デバイスはさらに、少なくとも１つの偏波アンテナを備え、該デバイスは、該偏波アンテナを使用して送信及び受信を行うことを特徴とする測位システム。
【請求項１８】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記デバイスは、１つの送信機及び複数の受信機をさらに備え、該デバイスは、前記１つの送信機を使用して送信を行い、前記複数の受信機を使用して受信を行うことを特徴とする測位システム。
【請求項１９】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記デバイスはさらに、複数の送信機及び１つの受信機を備え、該デバイスは、該複数の送信機を使用して送信を行い、該１つの受信機を使用して受信を行うことを特徴とする測位システム。
【請求項２０】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記デバイスはさらにプロセッサを備え、該プロセッサは、前記第１のリターンパルスを分離するように前記第１のリターン信号を処理し、前記第２のリターンパルスを分離するように前記第２のリターン信号を処理し、該第１のリターンパルス及び該第２のリターンパルスの前記相対的な信号強度に基づいて、前記物体の前記特性を求めることを特徴とする測位システム。
【請求項２１】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記デバイスは、プロセッサ、メモリ、及び少なくとも１つのプログラムモジュールをさらに備え、該少なくとも１つのプログラムモジュールは、
前記第１のリターン信号から前記第１のリターンパルスを分離するためのインストラクションと、
前記第２のリターン信号から前記第２のリターンパルスを分離するためのインストラクションと、
前記第１のリターンパルス及び前記第２のリターンパルスの前記相対的な信号強度に従って前記物体の前記特性を求めるためのインストラクションと
を含むことを特徴とする測位システム。
【請求項２２】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記物体の前記特性は、該物体の少なくとも１つの表面の粗さであることを特徴とする測位システム。
【請求項１】
ローカル測位システムのレーダマッピングの方法であって、
搬送波信号周波数及び第１の偏波を有する少なくとも第１の電磁パルスをデバイスから送信する第１送信ステップと、
各それぞれの間にわたって第１のリターン信号を受信するステップであって、該第１のリターン信号は、前記測位システムのレーダ検出エリア内の物体からの少なくとも第１のリターンパルスを含み、前記第１の偏波を有する信号を優先的に受信する、第１受信ステップと、
前記第１のリターン信号から前記第１のリターンパルスを分離するように該第１のリターン信号を処理する第１処理ステップと、
前記搬送波信号周波数及び前記第１の偏波を有する第２の電磁パルスを前記デバイスから送信する第２送信ステップと、
各期間にわたって第２のリターン信号を受信するステップであって、該第２のリターン信号は、前記測位システムの前記レーダ検出エリア内の前記物体からの第２のリターンパルスを含み、第２の偏波を有する信号を優先的に受信する、第２受信ステップと、
前記第２のリターン信号から前記第２のリターンパルスを分離するように該第２のリターン信号を処理する第２処理ステップと、
前記第１のリターンパルス及び前記第２のリターンパルスの相対的な信号強度に従って前記物体の特性を求めるステップと
からなることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記第１の偏波は右旋円偏波であり、前記第２の偏波は左旋円偏波であることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記第１の偏波は左旋円偏波であり、前記第２の偏波は右旋円偏波であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記送信ステップ及び前記受信ステップの双方に同じ偏波アンテナを使用することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記デバイスからの送信ステップでは１つの送信機を使用し、前記デバイスでの受信ステップでは複数の受信機を使用することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記デバイスからの送信ステップでは複数の送信機を使用し、前記デバイスでの受信ステップでは１つの受信機を使用することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、前記物体は能動ランドマークであることを特徴とするグの方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、前記物体は受動リフレクタであることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法において、前記物体の前記特性は、該物体の少なくとも１つの表面の粗さであることを特徴とする方法。
【請求項１０】
ローカル測位システムであって、
搬送波信号周波数及び第１の偏波を有する少なくとも第１の電磁パルスを送信し、各期間にわたって、該測位システムのレーダ検出エリア内に位置する物体から少なくとも第１のリターンパルスを含む第１のリターン信号を受信し、該第１のリターン信号から該第１のリターンパルスを分離するように該第１のリターン信号を処理し、前記搬送波信号周波数及び前記第１の偏波を有する少なくとも第２の電磁パルスを送信し、各期間にわたって、前記物体からの第２のリターンパルスを含む第２のリターン信号を受信し、該第２のリターン信号から該第２のリターンパルスを分離するように該第２のリターン信号を処理し、前記第１のリターンパルス及び前記第２のリターンパルスの相対的な信号強度に基づいて前記物体の特性を求めるように構成されている、デバイス
を備え、
前記デバイスは、前記第１の偏波を有する前記第１のリターン信号及び第２の偏波を有する前記第２のリターン信号を優先的に受信するよう構成されている
ことを特徴とする測位システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記第１の偏波は右旋円偏波であり、前記第２の偏波は左旋円偏波であることを特徴とする測位システム。
【請求項１２】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記第１の偏波は左旋円偏波であり、前記第２の偏波は右旋円偏波であることを特徴とする測位システム。
【請求項１３】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記物体は能動ランドマークであることを特徴とする測位システム。
【請求項１４】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記物体は受動リフレクタであることを特徴とする測位システム。
【請求項１５】
請求項１４記載の測位システムにおいて、前記受動リフレクタは、ダイヘデラル（二面体）及びコーナキューブから成る群から選択されることを特徴とする測位システム。
【請求項１６】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記デバイスはさらに、少なくとも１つの円偏波アンテナを備えることを特徴とする測位システム。
【請求項１７】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記デバイスはさらに、少なくとも１つの偏波アンテナを備え、該デバイスは、該偏波アンテナを使用して送信及び受信を行うことを特徴とする測位システム。
【請求項１８】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記デバイスは、１つの送信機及び複数の受信機をさらに備え、該デバイスは、前記１つの送信機を使用して送信を行い、前記複数の受信機を使用して受信を行うことを特徴とする測位システム。
【請求項１９】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記デバイスはさらに、複数の送信機及び１つの受信機を備え、該デバイスは、該複数の送信機を使用して送信を行い、該１つの受信機を使用して受信を行うことを特徴とする測位システム。
【請求項２０】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記デバイスはさらにプロセッサを備え、該プロセッサは、前記第１のリターンパルスを分離するように前記第１のリターン信号を処理し、前記第２のリターンパルスを分離するように前記第２のリターン信号を処理し、該第１のリターンパルス及び該第２のリターンパルスの前記相対的な信号強度に基づいて、前記物体の前記特性を求めることを特徴とする測位システム。
【請求項２１】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記デバイスは、プロセッサ、メモリ、及び少なくとも１つのプログラムモジュールをさらに備え、該少なくとも１つのプログラムモジュールは、
前記第１のリターン信号から前記第１のリターンパルスを分離するためのインストラクションと、
前記第２のリターン信号から前記第２のリターンパルスを分離するためのインストラクションと、
前記第１のリターンパルス及び前記第２のリターンパルスの前記相対的な信号強度に従って前記物体の前記特性を求めるためのインストラクションと
を含むことを特徴とする測位システム。
【請求項２２】
請求項１０記載の測位システムにおいて、前記物体の前記特性は、該物体の少なくとも１つの表面の粗さであることを特徴とする測位システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００８−５３６１１９（Ｐ２００８−５３６１１９Ａ）
【公表日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０５３３２（Ｐ２００８−５０５３３２）
【出願日】平成１８年３月１４日（２００６．３．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／００９８３３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１１０２６１
【国際公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【出願人】（５０４２７８１２３）ナヴコム テクノロジー インコーポレイテッド (28)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１４日（２００６．３．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／００９８３３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１１０２６１
【国際公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【出願人】（５０４２７８１２３）ナヴコム テクノロジー インコーポレイテッド (28)
【Ｆターム（参考）】
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